专利名称：电子照相屏幕(eps)成形的改良型成膜方法
技术领域：
本发明涉及彩色阴极射线管(CRT)，更具体地说，涉及采用一种含溶解在一种或多种高挥发性溶剂与一种或多种低挥发性溶剂的溶剂混合物中的丙烯酸类聚合物的成膜组合物制造发光屏组件的方法。
背景技术：
彩色阴极射线管(CRT)一般包括电子枪、多孔障板和屏幕。多孔障板插在电子枪与屏幕之间。屏幕位于CRT管面板的内表面上。多孔障板用于将电子枪产生的电子束指向CRT管屏幕上发射适当颜色的磷光体。
屏幕可以是发光屏。发光屏通常包含在其上形成的发射三种不同颜色的磷光体(例如，绿、蓝和红)的系统。
发光屏可采用电子照相屏幕成形(EPS)法形成。在EPS方法中，在阴极射线管面板的内表面上形成有机导电(OC)层，该面板有在其许多部分上形成的吸光材料，在有机导电(OC)层上喷涂有机光导(OPC)层。随后，彩色-发光磷光体被沉积在OPC层的各个部分上并借助合适定影剂进行定影，以保证磷光体定影在OPC层上。随后，对发光屏进一步加工，其中一种材料组合物的层或膜被施涂到定影的磷光体上，从而提供光滑表面。
成膜组合物是采用静电喷涂方法在密闭的静电喷涂系统内施涂到定影的磷光体上的。在静电喷涂方法中，一个或多个静电枪产生成膜组合物带电小滴的气溶胶，它们喷涂-沉积到阴极射线管面板内表面的定影的磷光体上，形成光滑表面，随后在此表面上再沉积铝层。
静电喷涂方法的一个缺点在于，小滴的气溶胶会飞溅到喷涂系统的零部件上从而在其内表面形成膜状沉积物。这些膜状沉积物构成潜在颗粒源，它在成膜加工期间可能沉积到定影的磷光体表面上，从而造成不希望的屏瑕疵。
因此，需要一种克服上面提到的种种缺点的合适的成膜组合物。
发明概述本发明涉及一种制造用于彩色阴极射线管(CRT)的发光屏组件的方法。该发光屏组件形成在阴极射线管面板的内表面上。该发光屏组件包括有机导电(OC)层，其上涂有机光导(OPC)层。随后，在OPC层的各个部分上沉积发射不同颜色光的磷光体，并用适当定影剂将磷光体定影在OPC层上。
随后，当成膜组合物以静电喷涂到定影的磷光体上时就制成发光屏。该成膜组合物包含溶解在一种或多种高挥发性溶剂与一种或多种低挥发性溶剂的溶剂混合物中的丙烯酸类聚合物。
附图简述下面将结合附图更详细地描述本发明，其中
图1是按本发明制造的彩色阴极射线管(CRT)的轴向局部剖视平面视图；图2是图1的CRT面板的断面图，展示出屏幕组件；图3是用于制造图2屏幕组件的方法的方框图；图4a～4b画出在光感受器形成期间面板发光屏的内表面的示意图；以及图5是说明按照本发明的用于制备图2的屏幕组件的方法所采用的步骤的流程图。
优选实施方案详述图1一种传统彩色阴极射线管(CRT)10，它具有玻璃外壳11，外壳包含面板12和管颈14，由漏斗15连接。漏斗15具有内导电涂层(未画出)，与阳极钮16接触并由此延伸至管颈14。
面板12包含视图表面18和周围凸缘或侧壁20，后者借助玻璃料21密封到漏斗15上。三色-发光磷光体屏22附加在面板12的内表面上。屏22，如图2断面所示，是一种线屏，包括许多屏元件，它包括分别按照三元组的方式排列的发红光、发绿光和发蓝光的磷光体条R、G和B，每个三元组包括三种颜色中每一种的磷光体条。R、G、B磷光体条沿着大致垂直于电子束产生的方向延伸。
吸光矩阵23，如图2所示，将一条条磷光体条隔开。薄导电层24，优选由铝构成，覆盖在屏22上并使将第一阳极电位均一地施加在屏22上，以及将磷光体元素发出的光反射透过视图表面18。屏22和覆盖其上的铝层24构成屏幕组件。
多孔选色电极或荫罩25(如图1所示)按照传统方式可拆卸地安装在面板12内，与屏22保持规定的间距。
电子枪26，如图1的虚线所示对中地安装在管颈14内，用于产生三条准直电子束28，即一条中心和两条侧面或外侧电子束，它们沿着汇聚的路径穿过荫罩25达到屏22。电子束28的准直方向大致垂直于纸平面。
图1的CRT设计成与外部磁偏转线圈，例如，线圈30，配合使用，该线圈在图中位于靠近漏斗-管颈衔接处。当激活时，线圈30使三电子束28受磁场作用，导致电子束跨越整个屏22扫描出水平和垂直矩形屏面。
屏22是采用如图3示意表示的电子照相成屏(EPS)方法制造的。首先清洁面板12，如参照代号40所示，它用苛性碱洗涤，在水中漂洗，用缓冲的氢氟酸腐蚀，并再次以水漂洗，正如现有技术已知的。
随后在面板12的内表面上制造吸光矩阵23，如参照代号42所示，优选采用湿矩阵方法按照以下文献中所描述的方式实施美国专利3,558,310，1971年1月26日授予Mayaud；6,013,400，200年1月11日授予LaPeruta等人；或者6,037,086，2000年3月14日授予Gorog等人。
吸光矩阵沿着整个视图面板12内表面均一地施加。就对角线尺寸为约68cm(27英寸)的面板12而言，在吸光矩阵23的层中成形的开口21可具有约0.075mm～约0.25mm的宽度，而不透明矩阵线条可具有约0.075mm～约0.30mm的宽度。
参见图4a，其上具有矩阵23的视图表面18的内表面，然后涂以可挥发有机导电(OC)材料32的合适层。可采用例如1994年12月6日授予Datta等人的美国专利5,370,952所公开的那些合适OC材料32和适用的施涂OC材料32的方法。OC材料32可包括季铵盐聚电解质，例如，聚(氯化二甲基-二烯丙基-铵)、聚(氯化3，4-二亚甲基-N-二甲基吡咯烷鎓)、聚(硝酸3，4-二亚甲基-N-二甲基-吡咯烷鎓)(3，4-DNDP硝酸盐)和聚(磷酸3，4-二亚甲基-N-二甲基-吡咯烷鎓)(3，4-DNDP磷酸盐)。另外，可使用乙烯基咪唑啉鎓的硫酸二甲酯(vinylimidazolium methosulfate)(VIM)和乙烯基吡咯烷酮(VP)的共聚物。OC层32的典型厚度为约0.5μm～约2μm。
有机光导(OPC)层34形成在OC材料32的层上，如图4b所示。可采用诸如1996年9月10日授予Datta等人的美国专利5,554,468所描述的那种合适的OPC层34。OPC层34是通过在OC材料层上罩涂OPC溶液而成形的，该溶液包含聚苯乙烯树脂、电子给体材料，如1，4-二(2，4-二甲基苯基)-1，4-二苯基丁三烯(2，4-DMPBT)；电子受体，如2，4，7-三硝基-9-芴酮(TNF)和2-乙基蒽醌(2-EAQ)，以及合适的溶剂如甲苯、二甲苯或者甲苯与二甲苯的混合物。表面活性剂，如硅氧烷U-7602；和增塑剂，如邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，也可加入到OPC溶液中。表面活性剂U-7602可由Union Carbide(Danbury，CT)商业购得。
OPC溶液可采用静电喷涂组件40，如图5所示，施涂到OC材料32的层上。施涂OPC层34的适用方法公开在1998年9月15日授予Poliniak等人的美国专利5,807,435中。静电喷涂组件40包括外罩42，它具有四个侧壁44和底46。面板12安装在外罩42的顶部48的一个通孔中，使得面板12的内表面正好覆盖住该通孔。一个或多个静电喷枪配置在外罩42内，与外罩顶部48之间保持固定距离。合适的静电喷枪包括AEROBELLTM静电喷枪，由ITWRansburg(Toledo，OH)市售供应。
优选用两个静电喷枪36在60秒或更短的时间内将OPC溶液喷涂到68cm板上；也优选用三个此种喷枪喷涂尺寸介于89～91cm的板。静电喷枪36在OC材料32的层上提供带负电的OCP溶液小滴49。OC材料32的层借助静电喷涂操作期间固定在面板12侧壁20上的金属钉27接地，从而将OPC溶液带负电小滴吸引到面板12的内表面上。
下面的步骤涉及彩色-发光磷光体材料的印刷。在施涂OPC层34之后，它利用电晕放电装置(未画出)均匀地带上负电，正如参照代号48(图3中)所指出的。OPC层34通常充电到介于约+200V～约+700V的电压。
随后，荫罩25被重新插入到面板12内，放在灯室(未画出)中，并透过荫罩接受来自配置在灯室内的合适光源的光照射。该光沿着与管子10的电子枪26来的电子束28相同的角度透过荫罩25的小孔，从而使OPC层34被照区域放电，结果形成电荷图象，诸如参照代号50(图3)所指出的。
从面板12上拿走荫罩25，然后将板放入到含有第一彩色-发光磷光体材料的第一磷光体显影剂上，从而显现该电荷图象，正如参照代号52所指出的。第一彩色-发光磷光体材料在显影剂中摩擦起正电并被引导向OPC层34。采用技术上被称之为“反转”显影的已知方法，将该带正电的第一彩色-发光磷光体材料受到OPC层34带正电区域的排斥，于是沉积到其放电的区域。在反转显影中，摩擦带电的磷光体材料颗粒受到OPC层34的带类似电荷区域的排斥，并沉积到其放电区域。
每根第一彩色-发光磷光体元件的线条尺寸比基体23的开口21的尺寸稍大，从而将每个开口21完全覆盖住，并稍微重叠在基体23的开口21周边上。由于要形成屏22总共需要三种不同彩色-发光磷光体，因此对于其他两种彩色-发光磷光体中每一种，重复上述磷光体显影步骤。彩色-发光磷光体材料的施涂更清楚地描述在1995年12月12日授予Ritt等人的美国专利5,474,866中，在此收作参考。
与本发明相一致的将彩色-发光磷光体材料定影到OPC层34中的后续方法是1999年7月20日授予Patel等人的美国专利5,925,485中公开的方法，或者任何其他适当的方法。该方法一般包括用适当的定影剂组合物使这三种发光磷光体定影，正如图3中的步骤58所指出的。合适的定影剂组合物包含诸如甲基异丁基酮(MIBK)和d-柠檬烯之类的溶剂的混合物。定影剂混合物优选按照约2∶1的比例将MIBK和d-柠檬烯混合在一起。
定影剂组合物采用1998年9月15日授予Poliniak等人的美国专利5,807,435所描述的静电喷涂系统施涂到磷光体上。该静电喷涂系统提供能润湿磷光体及其下面OPC层34的带负电小滴，而无须移动磷光体。
磷光体定影后，使它们成膜，正如图3中的步骤62所指出的，以在屏22上提供光滑表面，进而可在该表面上沉积蒸发的铝层。成膜组合物的沉积，优选通过静电喷涂一种聚合物溶液到定影的磷光体屏元件上来实现。
成膜组合物包含约3重量％～约10重量％丙烯酸类聚合物，它溶于包括一种或多种高挥发性溶剂与一种或多种低挥发性溶剂的溶剂混合物中。低挥发性溶剂在溶剂混合物中的含量优选应为约1重量％～约7重量％。
高挥发性溶剂与低挥发性溶剂的组合有利于降低成膜组合物的蒸发速率。降低成膜组合物的蒸发速率将减少成膜加工期间静电喷涂系统的内表面上的积料，从而大大减少屏瑕疵的形成。优选低挥发性溶剂的蒸发速率应比一种或多种高挥发性溶剂的蒸发速率1.5倍。合适的丙烯酸类聚合物包括聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸甲酯等。
一种或多种高挥发性溶剂的沸点应优选高于100℃，其蒸汽压为约14mm Hg～约16mm Hg，且表面张力为约20dynes/cm2～约30dynes/cm2。合适的高挥发性溶剂例如可包括甲基异丁基酮(MIBK)、二甲苯和甲苯等。
一种或多种低挥发性溶剂的沸点优选应高于100℃，其蒸汽压低于约10mm Hg，且表面张力低于约30dynes/cm2。合适低挥发性溶剂可包括高分子量醇，例如，丁醇和辛醇等。
成膜组合物优选采用静电喷涂组件，如图5所示，沉积到定影的磷光体上。在完成定影和成膜操作之后，屏22可按照已知技术镀铝，并烘烤到高于425℃的温度，以将挥发性组分从屏组件(例如，OC层、OPC层和成膜层)中赶出。
权利要求
1.一种在彩色阴极射线管(CRT)(10)的面板(12)上制造发光屏组件的方法，其中面板上具有彩色发光磷光体，方法的特征在于，在彩色-发光磷光体上施涂成膜组合物，其中该成膜组合物包含溶于包括一种或多种高挥发性溶剂与一种或多种低挥发性溶剂的溶剂混合物中的丙烯酸类聚合物。
2.权利要求1的方法，其中一种或多种低挥发性溶剂的沸点高于约100℃，其蒸汽压低于约10mm Hg。
3.权利要求1的方法，其中一种或多种低挥发性溶剂的表面张力小于约30dynes/cm2。
4.权利要求1的方法，其中成膜组合物的特征在于具有约1重量％～约7重量％的一种或多种低挥发性溶剂。
5.权利要求1的方法，其中一种或多种低挥发性溶剂是高分子量醇。
6.权利要求5的方法，其中高分子量醇选自丁醇、辛醇及其组合。
7.权利要求1的方法，其中一种或多种高挥发性溶剂选自甲苯、甲基异丁基酮(MIBK)、二甲苯及其组合。
8.权利要求1的方法，其中一种或多种高挥发性溶剂的沸点高于约100℃，其蒸汽压为约14mm Hg～约16mm Hg。
9.权利要求1的方法，其中一种或多种高挥发性溶剂的表面张力为约20dynes/cm2～约30dynes/cm2。
10.权利要求1的方法，其中一种或多种低挥发性溶剂的蒸发速率比一种或多种高挥发性溶剂的蒸发速率低约1.5倍。
11.权利要求1的方法，其中丙烯酸类聚合物选自聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯及其组合。
12.权利要求1的方法，其中成膜组合物包含约3重量％～约10重量％的丙烯酸类聚合物。
全文摘要
公开一种在彩色阴极射线管(CRT)(10)的面板(12)上制造发光屏组件的方法。发光屏组件形成在CRT面板(12)的内表面上。发光屏组件包括顺序沉积在CRT面板内表面的各个部分上的彩色－发光磷光体。一种成膜组合物以静电喷涂到彩色－发光磷光体上。成膜组合物包含溶于一种或多种高挥发性溶剂与一种或多种低挥发性溶剂组合的溶剂混合物中的丙烯酸类聚合物。
文档编号H01J29/28GK1486501SQ02803765
公开日2004年3月31日 申请日期2002年1月8日 优先权日2001年1月16日
发明者H·M·帕特尔, J·H·哈雷尔, C·H·克内佩普夫勒, H M 帕特尔, 克内佩普夫勒, 哈雷尔 申请人:汤姆森许可公司