專利名稱:制備彩色陰極射線管熒光屏組件的方法
本發(fā)明涉及一種通過電子照相制屏(EPS)工藝制造陰極射線管(CRT)的熒光屏組件的方法，更特別涉及將一種有機導(dǎo)電層噴涂到觀察面板內(nèi)表面上的方法。
1990年5月1日頒發(fā)給Datta等人的美國專利4921767敘述了一種通過使用干粉狀的，可磨擦充電的屏結(jié)構(gòu)物質(zhì)沉積到適當(dāng)制備的、可充靜電表面進行電子照相制備CRT面板內(nèi)表面上的熒光屏組件的方法。該可充電表面，或光感受器包括優(yōu)選疊加在一有機導(dǎo)電(OC)層上的有機光電導(dǎo)(OPC)層，這兩層都是作為溶液順次沉積在CRT屏盤內(nèi)表面上的。此溶液被“旋轉(zhuǎn)涂覆”，即將一定數(shù)量的每種溶液沉積到面板的內(nèi)表面上，旋轉(zhuǎn)屏盤以便均勻分散該溶液形成基本均勻厚度的層。OPC層在OC上形成之前，由水溶液形成的OC層必須徹底干燥。為干燥OC層，要把加熱的空氣或石英加熱器向著沉積的溶液；然而，干燥水溶液的時間是2或3分鐘。如此長的干燥時間導(dǎo)致該生產(chǎn)方法效率差。
因此需要存在一種合適的快速干燥、廉價、易應(yīng)用于與覆蓋上的OPC層相容的導(dǎo)電溶液，該溶液能克服上述已知含水導(dǎo)電溶液的不足。
根據(jù)本發(fā)明，在屏盤觀察面板的內(nèi)表面上制造彩色CRT熒光屏組件的方法包括以下步驟涂覆觀察面板的內(nèi)表面形成可揮發(fā)的有機導(dǎo)電層，在該有機導(dǎo)電層上涂刷一種有機光電導(dǎo)溶液以形成一可揮發(fā)的有機光電導(dǎo)層。本方法是對先有方法的改進，包括涂覆觀察面板內(nèi)表面形成可揮發(fā)有機導(dǎo)電層；和用一種有機光導(dǎo)電溶液涂刷所述的有機導(dǎo)電層，形成可揮發(fā)的有機光電導(dǎo)層，其特征在于，涂覆所述的內(nèi)表面形成可揮發(fā)有機導(dǎo)電層的步驟包括一些子步驟提供一種有機導(dǎo)電溶液，含有選自聚(二甲基-二烯丙基-氯化銨)和硫酸甲酯的乙烯基咪唑鎓鹽(Vinylimidazoliummethosulfate)與乙烯基吡咯烷酮的共聚物，以及聚乙烯基吡咯烷酮的聚電解質(zhì)；和至少一種選自乙醇、甲醇和水的稀釋劑；和噴涂所述的有機導(dǎo)電溶液至所述面板的所述內(nèi)表面形成所述的可揮發(fā)有機導(dǎo)電層，該有機導(dǎo)電層是連續(xù)的、并為覆蓋在其上的有機光電導(dǎo)層提供一電極。

圖1是根據(jù)本發(fā)明制造的彩色CRT沿軸線部分的局部平面圖；圖2是圖1所示射線管的熒光屏組件截面圖；圖3是電子照相制屏方法中所用加工程序的方塊圖；圖4是面板屏盤的截面圖，顯示出光電導(dǎo)層疊合在已有的導(dǎo)電層上。
圖5是圖1所示射線管的熒光屏組件的另一實施例。
圖6是制造工藝過程中安裝在噴涂裝置中的面板屏盤示意圖。
圖1顯示的是一彩色顯示裝置，例如CRT 10，它是具有一個包括長方形面板屏盤12和由長方形錐體15連接的管頸14的玻璃泡11。錐體15有一內(nèi)導(dǎo)電涂層(未示)，該涂層與陽極鈕16接觸并延伸至管頸14內(nèi)。屏盤12包括一有一內(nèi)表面18的觀察面板17和一圓周凸緣或側(cè)壁20，該屏盤由一玻璃釉料21密封到錐體15上。三色熒光屏22被裝到觀察面板17的內(nèi)表面18上，圖2所示的熒光屏22優(yōu)選是一線型熒光屏，它包括多種熒光屏元件，這些元件含有分別發(fā)射紅色，發(fā)射綠色和發(fā)射藍(lán)色的熒光色條，R、G和B，它們以循環(huán)的方式排成一字型或品字形，并沿與產(chǎn)生碰撞電子束垂直的平面延伸此排列。在此例的一般觀察位置，熒光色條沿垂直方向伸展。如先有技術(shù)所知，熒光色條優(yōu)選由一吸收光的基質(zhì)材料23互相分隔開。另一方面，該熒光屏可以是一圓點熒光屏。將一薄的導(dǎo)電層24，優(yōu)選鋁，覆蓋在熒光屏22上面，從而提供了一種裝置以便對熒光屏施加均勻電壓以及反射由熒光元件發(fā)射的，穿過面板17的光。熒光屏22和覆蓋鋁層24構(gòu)成一熒光屏組件25。
再根據(jù)圖1，在相對于熒光屏組件25的預(yù)定空間用常規(guī)方式可移動地安裝一個多孔彩色濾波電極，或蔭罩26。圖1中由虛線所示的電子槍27被對中安裝在頸部14內(nèi)，它沿收劍軌跡產(chǎn)生并引導(dǎo)三個電子束28穿過蔭罩26中的孔到達(dá)熒光屏22上，此槍27可以，例如包括雙電位電子槍或任何其它合適的槍。
射線管10被設(shè)計成與一外部磁性偏轉(zhuǎn)線圈，例如偏轉(zhuǎn)線圈30一起使用，該線圈位于錐體至頸部的接頭區(qū)域，當(dāng)被激活時，線圈30使三個電子束28置于磁場的影響下，該磁場能使該電子束28在熒光屏22上以矩形光柵的方式橫向和縱向掃描。初始偏轉(zhuǎn)平面(在零偏轉(zhuǎn))由圖1中線P-P所示位于線圈30的大致中間部位。為簡便起見，偏轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)，偏轉(zhuǎn)電子束軌跡的實際曲線未示。
熒光屏22是由電子照相制屏(EPS)方法制造的，該方法是在上述的美國專利4921767中加以敘述并被示于圖3的方塊圖中。如先有技術(shù)所知的，開始時，將屏盤12用苛性堿溶液洗滌，在水中漂洗，用緩沖的氫氟酸浸蝕，再用水漂洗然后對觀察面板17的內(nèi)表面18提供一種光感受器，該光感受器含有一合適的揮發(fā)性有機導(dǎo)電(OC)材料層32，該材料可為覆蓋在其上的揮發(fā)性有機光導(dǎo)電(OPC)層34提供一電極。OC層32和OPC層34均示于圖4中。
為了通過EPS方法形成基質(zhì)23，使用一電暈充電器對OPC層34充入+200至+700伏范圍內(nèi)的適宜電壓。將蔭罩26插入屏盤12，把充正電的OPC層34通過蔭罩26，暴露于光化輻射，例如來自氙氣閃光燈的光中，該燈配置在常規(guī)的三合一曝光臺(未示)之內(nèi)，每次曝光后都把燈移到一個不同的位置，以重復(fù)從電子槍發(fā)出的電子束入射角度。需要從不同的三個燈泡位置進行三次曝光使OPC層34的區(qū)域放電隨后此處的光發(fā)射熒光粉將沉積以形成熒光粉22。曝光步驟之后，從屏盤12除去蔭罩26，將屏盤移到第一顯影劑(未示)。該顯影劑會有相應(yīng)制備的吸光黑色基質(zhì)熒光屏結(jié)構(gòu)材料的干粉顆粒，該基質(zhì)材料用顯影劑陰極摩擦充電。陰極充電的基質(zhì)材料可以在單一步驟中被直接沉積，或者可以在二個步驟中被直接沉積。“兩步”基質(zhì)沉積方法能提高所得基質(zhì)23的蔽光性。光發(fā)射的熒光材料然后以上述美國專利4921767中所述的方式被沉積。
也可以用先有技術(shù)已知類型的常規(guī)濕基質(zhì)方法來形成基質(zhì)。如果用濕的工藝方法來形成基質(zhì)，那么在該基質(zhì)上形成光感受器，并按上述美國專利4921767中所述方式沉積熒光材料。
作為上述兩個“基質(zhì)第一”工藝的替代，在通過EPS工藝沉積熒光光粉之后可用電子照相形成基質(zhì)123。圖5所示的熒光屏組件125含有熒光屏122，基質(zhì)元件123和依據(jù)“基質(zhì)最后”工藝而制造的疊合鋁層124。
在“基質(zhì)最后”工藝中，紅、藍(lán)和綠發(fā)射熒光部分，R、B和G通過順次沉積正極摩擦充電的熒光屏結(jié)構(gòu)材料的顆粒至光感受器的充正電OPC層34上而分別形成。充電過程與以上所述的相同。三種熒光粉沉積后，再將OPC層34均勻充電至一正電位，將含有熒光粉材料的屏盤12置于一基質(zhì)顯影劑上(未示)，這就對基質(zhì)熒光屏結(jié)構(gòu)材料提供一摩擦負(fù)電荷。隔離開熒光屏元件的充正電的敞開區(qū)域OPC層34，通過將充負(fù)電的基質(zhì)材料沉積到該敞開區(qū)域而被直接顯影形成基質(zhì)123。此方法被稱作“直接”顯影。然后把熒光屏結(jié)構(gòu)材料按上述美國專利4921767所述進行固定和成膜。在熒光屏122上提供鋁層124其目的與上述提供層24一樣。
帶有鋁化的熒光屏組件25或125的面板屏盤12然后在大約425℃烘烤大約20-30分鐘使熒光屏組件的組分揮發(fā)，應(yīng)當(dāng)理解以上所述的熒光屏制造工藝可被改進，即顛倒一下在OPC層34上提供的電荷極性和在熒光屏結(jié)構(gòu)材料上感生的摩擦電荷極性，就可得到一種與上述結(jié)構(gòu)相同的熒光屏組件。
參考圖4和6，通過噴涂一種揮發(fā)性有機導(dǎo)電溶液至面板17的內(nèi)表面18上形成OC層32。該溶液不同于先前已知的導(dǎo)電溶液，它基本上是由以下物質(zhì)組成的，一種聚電解質(zhì)，它選自聚(二甲基-二烯丙基-氯化銨)和甲基硫酸酯的乙烯基咪唑鎓鹽(VIM)與乙烯基吡咯烷酮(VP)的共聚物，聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)；和一種稀釋劑，它選自乙醇、甲醇和水。
聚(二甲基-二烯丙基-氯化銨)可從CalgonCorp.Pittsburgh,PA作為Cat-Floc-CL或CAT Floc-T-2購買，VTM和VP的共聚物可從BASF Corp.,Parsippany,NJ.作為LuviquatMS-905購買。購買的Cat-Floc材料含有聚電解質(zhì)以及溶解在水中的無機鹽，例如NaCl和K2SO4，當(dāng)它們被用來制備OC層時，屏盤烘烤后不完全烘干。所購買的Cat-Floc材料在其被用來制備有機導(dǎo)電體之前，必須除去無機鹽中的氯離子，或至少要使其濃度降低，因為氯離子對射線管壽命是有害的。
為了除去或減少結(jié)合在Cat-Floc材料中的有機聚合物鏈上的氯離子，將10％的Cat-Floc溶液溶解在三倍的蒸餾水中并與10％的固體陰離子交換珠?；旌隙r。然后將該混合物通過5μ的壓力過濾器進行過濾，經(jīng)離子交換的Cat-Floc從具有丙酮的溶液里沉淀出。然后將沉淀物用80∶20的丙酮和水進行洗滌，并溶解在水中制成含有50重量％的Cat-Floc水溶液。降低了氯的Cat-Floc的PH值在12-13的范圍內(nèi)。用O.1％的HNO3或0.1％的H3PO4通過滴定將PH調(diào)整到4。
下列的實施例用來更詳細(xì)說明OC層32，而絕對不是對它的限制。
OC實施例1通過徹底混合以下組分1小時并將該溶液通過1(um)微米過濾器進行過濾形成一種有機導(dǎo)電溶液。
140克(0.67重量％固體)Cat-Floc-Cl在水中的50％溶液；350克(0.33重量％固體)PVP在甲醇中的10％溶液；和10,010克甲醇在上例中，可用乙醇全部或部分代替甲醇，然而乙醇比甲醇沸點高，因此含有乙醇作為稀釋劑的溶液要比含有甲醇作為稀釋劑的溶液干燥時間長。在上例溶液中水的數(shù)量僅是0.67重量％而且是以Cat-Floc溶液的形式存在的；然而作為稀釋劑可以加入更多的水，但該溶液的干燥時間要比僅含甲醇作為稀釋劑的溶液的干燥時間長。
OC實施例2按照OC實施例1中所述方式混合并過濾以下組分形成第二種有機導(dǎo)電溶液。
75-100克(3重量％固體)MS-905，一種甲基硫酸酯的乙烯基咪唑鎓(VIM)和乙烯基吡咯烷酮(VP)的共聚物；和925-900克(余量)甲醇。
如圖6所示，OC溶液是用一噴涂裝置40在壓力下噴涂到面板17的內(nèi)表面18上并沿著屏盤12的側(cè)壁20的內(nèi)面部分噴涂的，該噴霧裝置40有一可移動的噴嘴42，此噴嘴能形成大于110°分散角θ的平噴。噴涂溶液的壓力由罐44提供的，它以2.8kg/cm2(40psi)的噴涂壓力操作并通過噴涂管線46連接到噴嘴42。噴嘴42和屏盤12的內(nèi)表面18之間的距離大約是具有3∶4縱橫比的屏盤對角尺寸的一半。例如對于51cm(20V)屏盤，該距離約為25cm(10-20英寸)。對于具有9∶16縱橫比的屏盤該距離可被適當(dāng)調(diào)整以提供合適的有效范圍?？缭接^察面板17內(nèi)表面18的單通道噴嘴42足以提供厚度為大約1微米的OC層32。當(dāng)稀釋劑是甲醇時，OC層32在大約50℃溫度的空氣中干燥時間大約是30至45秒。由此工藝生產(chǎn)的OC層是連續(xù)的，然而，可以相信，唯一的要求就是OC層是提供一鄰接的，即基本連續(xù)的涂層，它在EPS過程中將起接地電極的作用。應(yīng)用相噴涂工藝的OC層32可被用于以上所述的或“基質(zhì)第一”或“基質(zhì)最后”工藝，或被用于無基質(zhì)屏盤上。
OC層32干燥后，可通過常規(guī)的“旋涂”應(yīng)用于OPC層34，其中將一定數(shù)量的OPC溶液分散在屏盤12內(nèi)表面18上的OC層32上，旋轉(zhuǎn)屏盤，將OPC溶液均勻分散于整個OC層上形成厚度大約5-6μ的OPC層。至少一部分沿著側(cè)壁20內(nèi)表面的OC層32必須延伸超出OPC層34，從而提供一電接點至OC層32。任何幾個已知的OPC配方都可被用來形成OPC層34；然而以下的配方干燥迅速，具有良好的電學(xué)和物理性，因此是優(yōu)選的。
該OPC溶液會有以下組分300克(10重量％)聚苯乙烯；50克(1.66重量％)1,4-二(2,4-甲基苯基)-1,4-二苯基丁三烯(2,4 DMPBT)
2.5克(0.083重量％)2,4,7-三硝基-9-芴酮(TNF)；7.5克(0.25重量％)2-乙基蒽醌(2-EAQ)；0.15克(0.005重量％)聚硅氧烷U-7602；和2648克(余量)甲苯。
表面活性劑U-7602可從Union Carbide,Danbury CT購買。為制備OPC溶液，將聚苯乙烯樹脂加到甲苯中并進行攪拌直至該樹脂完全溶解。然后把電子供體材料，2,4-DMPBT，和電子受體材料(TNF)和(2-EAQ)加到溶液中并進行攪拌。當(dāng)攪拌溶液時，加入表面活性劑，聚硅氧烷U-7602，攪拌一直連續(xù)進行直到全部組分都被溶解為止。所得的溶液通過一系列串聯(lián)的并具有從10至0.5μ開口尺寸范圍的過濾器進行過濾。
權(quán)利要求
1．一種在屏盤(12)的觀察面板(17)內(nèi)表面(18)上制備彩色陰極射線管(10)熒光屏組件(25,125)的方法，包括以下步驟涂覆所述觀察面板所述內(nèi)表面形成可揮發(fā)的有機導(dǎo)電層(32)；和用一種有機光電導(dǎo)溶液涂刷所述的有機導(dǎo)電層，形成可揮發(fā)的有機光電導(dǎo)層(34)；其特征在于涂覆所述的內(nèi)表面形成可揮發(fā)有機導(dǎo)電層的步驟包括一些子步驟提供一種有機導(dǎo)電溶液，它含有選自聚(二甲基-二烯丙基-氯化銨)、甲基硫酸酯的乙烯基咪唑鎓鹽和乙烯基吡咯烷酮的共聚物以及聚乙烯基吡咯烷酮的聚電解質(zhì)；和至少一種選自乙醇、甲醇和水的稀釋劑；和噴涂所述的有機導(dǎo)電溶液至所述面板的所述內(nèi)表面形成所述的可揮發(fā)有機導(dǎo)電層，該有機導(dǎo)電層是連續(xù)的并且為所述的覆蓋在其上的有機光電導(dǎo)層提供一電極。
2．如權(quán)利要求
1所述的方法，其中所述的有機導(dǎo)電溶液含有0.67重量％聚(二甲基-二烯丙基-氯化銨)；0.33重量％聚乙烯吡咯烷酮；和余量為至少一種稀釋劑，它選自乙醇，甲醇和水。
3．如權(quán)利要求
2所述的方法，其中所述稀釋劑包括甲醇和水。
4．如權(quán)利要求
1所述的方法，其中所述的有機溶液包括3重量％的甲基硫酸酯的乙烯基咪唑鎓鹽和乙烯基吡咯烷酮共聚物，及余量的甲醇。
5．如權(quán)利要求
1所述的方法，其中所述的噴涂步驟包括將所述面板(17)的所述內(nèi)表面(18)設(shè)置在離噴涂裝置(40)合適的距離；從所述裝置的噴嘴(42)以大體平噴的方式將所述有機導(dǎo)電溶液分散到所述的內(nèi)表面上；然后以升高溫度的空氣干燥所述的溶液。
6．如權(quán)利要求
5所述的方法，其中所述的有機導(dǎo)電溶液以2.8kg/cm2的壓力進行噴涂。
7．如權(quán)利要求
5所述的方法，其中所述的合適距離大約是所述屏盤(12)對角尺寸的一半。
8．如權(quán)利要求
5所述的方法，其中所述的平噴具有大于110°的分散角。
9．如權(quán)利要求
5所述的方法，其中所述的干燥步驟為50℃，干燥時間30至45秒。
專利摘要
一種在屏盤(12)的觀察面板(17)內(nèi)表面(18)上用電子照相制備彩色CRT(10)的熒光屏組件(25)的方法，包括在觀察面板內(nèi)表面上形成可揮發(fā)有機導(dǎo)電層(32)的步驟和用有機光電導(dǎo)溶液涂刷有機導(dǎo)電層形成可揮發(fā)有機光電導(dǎo)層(34)的步驟。含有聚電解質(zhì)和稀釋劑的導(dǎo)電溶液通過噴涂施于觀察面板的內(nèi)表面形成導(dǎo)電層。
文檔編號G03G5/04GKCN1073271SQ94120765
公開日2001年10月17日 申請日期1994年12月21日
發(fā)明者B·T·科林斯, H·R·施托克, P·M·里特 申請人:湯姆森消費電子有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan