<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze voor het vervaardigen van een bekledingslaag op een beeldscherm en een beeldweergaveinrichting met een beeldscherm voorzien van een bekledingslaag.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een antistatische bekledingslaag die uit meer dan een laag bestaat op een beeldscherm en die ten minste een anti-statische laag bevat.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een beeldscherm voorzien van een anti-statische bekledingslaag.
Anti-statische bekledingslagen worden toegepast op beeldschermen van beeldweergeefmrichtingen, in het bijzonder CRT's. Deze lagen zijn in voldoende mate elektrisch geleidend om te bewerkstelligen dat een hoge elektrostatische spanning hoogstens gedurende enkele seconden op het buitenoppervlak van het beeldscherm aanwezig kan zijn. Daardoor wordt vermeden dat een gebruiker een onaangename schok ervaart bij aanraking van een beeldscherm. Tevens wordt de aantrekking van stof uit de omgeving verminderd.
Een van de lagen waaruit de bekledingslaag is samengesteld is een antistatische laag bevattende een elektrisch geleidende verbinding. Bekende bekledingslagen bevatten naast de anti-statische laag lagen met bijvoorbeeld een antireflectieve of antiglare werking of een laag die de krasvastheid verbetert. Gebruikelijk worden deze andere lagen aangebracht door spinnen of spuiten van een silica-laag.
Een werkwijze van de in de eerste alinea vermelde soort is bekend uit "Japan Display'92-pagina 289-292 :"Anti-glare, Anti-reflection and antistatic (AGRAS)
Coating for CRTs 1111 door H. Tohda en anderen. Hierin is een werkwijze beschreven waarin op een beeldscherm door middel van CVD (Chemical Vapor Deposition) een geleidende (anti-statische) SnO-laag wordt aangebracht, waarna door spinnen respectievelijk spuiten en warmtebehandeling een middelste en buitenste Si02-laag wordt aangebracht.
Deze werkwijze is zeer bewerkelijk, en tijdrovend ; het CVD-proces vindt plaats in een aparte reactieruimte. Na het aanbrengen van de SnO-laag wordt het oppervlak bewerkt door middel van polijsten en schoonmaken.
De uitvinding beoogt om een eenvoudige werkwijze te verschaffen voor
<Desc/Clms Page number 2>
het vervaardigen van meerlaags anti-statische bekledingslagen.
Aan de opgave om een eenvoudige werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van een meerlaags anti-statische bekledingslaag wordt volgens de uitvinding voldaan doordat een poreuze laag uit geleidende deeltjes op het beeldscherm wordt aangebracht waarna een tweede laag van een verbinding wordt aangebracht waarbij de genoemde verbinding in de eerste laag binnendringt, waarna de genoemde verbinding wordt omgezet in een aanvullende tweede laag door middel van een behandeling bij verhoogde temperatuur.
De poreuze laag wordt door de binnendringende verbinding zowel afgedicht als gehecht aan het oppervlak van het beeldscherm. Het bewerken van de eerste laag, teneinde een goede hechting tussen de eerste en de tweede laag te verkrijgen, zoals polijsten en schoonmaken van de eerste laag, is niet noodzakelijk. Een aanzienlijke vereenvoudiging van de werkwijze is daardoor mogelijk.
Bij voorkeur moet de werkwijze ook kunnen worden uitgevoerd bij relatief lage temperaturen. Het gebruik van relatief lage temperaturen vermindert in het algemeen de procestijd en de kans op beschadiging door thermische spanningen.
Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is hiertoe gekenmerkt doordat een waterige suspensie van deeles uit met antimoon gedoteerd tinoxide op het beeldscherm wordt aangebracht en vervolgens wordt gedroogd onder vorming van de anti-statische laag, waarna een tweede laag van een alcoholische alcoxysilaanverbinding op de anti-statische laag wordt aangebracht, waarna de alkoxysilaanverbinding wordt omgezet in siliciumdioxide door middel van een behandeling bij verhoogde temperatuur.
Deze uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding maakt het mogelijk om een volgende laag op de anti-statische laag aan te brengen zonder voorafgaande uitharding van de antistatische laag. De alcoxysilaanverbinding is bij relatief lage temperaturen (tot 200 C) om te zetten in silicium dioxide. Een vereenvoudiging van de werkwijze is daardoor mogelijk.
De omzetting in siliciumdioxide vindt bijvoorbeeld plaats door middel van een behandeling van ten minste 30 minuten bij een temperatuur tussen 150 en 170 C.
De alkoxy-groepen van de alkoxysilaanverbinding worden door aangezuurd water omgezet in hydroxy-groepen welke onderling en met hydroxy-groepen van het glasoppervlak van het beeldscherm reageren. Tijdens droging en verwarming ontstaat
<Desc/Clms Page number 3>
door polycondensatie een goed hechtend netwerk van siliciumdioxide.
Het gebruik van waterige suspensies voor de antimoon gedoteerde tinoxide deeltjes heeft als voordeel dat het milieu minder wordt belast. Dit betekent dat derhalve maatregelen om milieuvervuiling te voorkomen niet of minder noodzakelijk zijn, hetgeen een vereenvoudiging van de werkzijze mogelijk maakt. Een verder voordeel is dat de vierkantsweerstand van de verkregen laag laag is, namelijk ongeveer 1-10 MQ. Deze weerstandswaarde is beduidend lager dan waarden die gehaald worden met geleidende lagen op basis van ATO gemaakt op ander wijzen. Een ander voordeel van waterige suspensies is dat de hechting van de ATO-deeltjes aan het beeldscherm voldoende is om na droogvallen van de laag een temperatuurbehandeling achterwege te laten, zodat direct de tweede laag, bijvoorbeeld vanuit een waterige oplossing van een alkoxysilaanverbinding, aangebracht kan worden.
De laag van de alkoxysilaan-oplossing kan direct na droogvallen van de bekledingslaag uit ATO-deeltjes worden aangebracht.
Bij voorkeur wordt de waterige suspensie door middel van spinnen aangebracht. De laagdikte van de eerste laag, welke laagdikte onder meer de optische en elektrische eigenschappen van de bekledingslaag bepaald, is dan goed beheersbaar.
Bij voorkeur wordt de tweede laag door middel van spinnen aangebracht.
Door spinnen van de alkoxysilaan-oplossing ontstaat een homogene, gladde laag. Eventueel wordt een oppervlakte-actieve stof aan de oplossing toegevoegd, bijvoorbeeld in hoeveelheden van 0, 001 tot 5 gew. %.
Onder"spinnen"of"spincoaten"wordt gewoonlijk een werkwijze verstaan waarin op een roterend onderdeel, in dit geval een beeldscherm, een laag wordt aangebracht.
Bij voorkeur worden zowel de eerste als de tweede laag door middel van spinnen aangebracht zonder het roteren van het beeldscherm te stoppen.
Dit heeft als voordeel dat de productie van een tweelaags bekledingslaag in een en dezelfde spinunit kan plaatsvinden. Er hoeft niet van positie gewisseld te worden voor het aanbrengen van de tweede laag. Het beeldscherm blijft roteren zodat eventueel stof er niet op terecht komt doordat de luchtstroming boven het beeldscherm die tijdens het spinnen ontstaat en verhindert dat er stof op het beeldscherm terecht komt, in stand gehouden wordt. Hierdoor is zowel een vereenvoudiging in de werkwijze mogelijk als een verbetering in de kwaliteit van de bekledingslaag.
De werkwijze volgens de uitvinding is toepasbaar voor het aanbrengen
<Desc/Clms Page number 4>
van een bekledingslaag op een beeldscherm voor een beeldweergaveinrichting. In het kader van de uitvinding is ingezien dat de geprefereerde werkwijze toepasbaar is en bij voorkeur toegepast wordt voor het aanbrengen van bekledingslagen op een beeldscherm dat een onderdeel is van een kathodestraalbuis.
In de werkwijze zoals bekend uit het bovenvermelde artikel uit Japan Display wordt een bekledingslaag aangebracht op een beeldscherm als apart onderdeel, dat wil zeggen dat eerst een beeldscherm voorzien wordt van een bekledingslaag en pas nadat het beeldscherm voorzien is van een bekledingslaag de kathodestraalbuis samengesteld wordt. Dit houdt het risico in dat tijdens de samenstelling van de kathodestraalbuis de bekledingslaag beschadigd wordt. Dit risico wordt vermeden door de bekledingslaag aan te brengen op een beeldscherm dat een onderdeel is van een kathodestraalbuis. De bekende werkwijze is daartoe niet geschikt.
De anti-statische laag gemaakt door middel van de werkwijze volgens de uitvinding bevat geleidende, bijvoorbeeld ATO- (Antimoon gedoteerd Tinoxide), deeltjes, waarbij de ATO-deeltjes zorgdragen voor de antistatische eigenschappen van de laag.
De toegepaste geleidende (ATO)-deeltjes zijn bij voorkeur zeer klein en hebben bij voorkeur een afmeting kleiner dan 50 nm. Door deze geringe afmetingen treedt geen zichtbare verstrooiing van licht op en is de gevormde eerste laag transparant. De deeltjes vertonen een voldoende elektrische geleidbaarheid indien de molaire verhouding Sb/Sn minder bedraagt dan 0, 3.
Bij voorkeur is de deeltjesgrootte kleiner dan 30 nm. Door de geringe afmetingen van de ATO-deeltjes manifesteren zich de Van der Waalskrachten, waardoor de hechting van de ATO-deeltjes aan een glazen substraat voldoende is, om de tweede laag aan te kunnen brengen zonder dat een verstoring van de eerste laag optreedt. De ATO-deeltjes worden op het beeldscherm aangebracht vanuit een waterige stabiele ATO-suspensie (hydro-sol). In de suspensie zijn de ATO-deeltjes niet sterisch maar ladinggestabiliseerd. Met een dergelijke suspensie kunnen zeer dunne geleidende lagen vervaardigd worden met een oppervlakteweerstand van ongeveer 1-20 Mn/vierkant. De bereiding van een dergelijke ATO-suspensie is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift US-A-4775412.
Door de kleine deeltjes grootte heeft de laag voldoende mechanische sterkte om zonder uithardstap direct een tweede laag aan te brengen.
De eerste laag wordt bij voorkeur aangevuld met lagen uit siliciumdioxide
<Desc/Clms Page number 5>
met antireflectieve of antiglare werking, welke aanvullende lagen tevens de krasvastheid vergroten. De tweede laag heeft onder meer de functie van hechtmiddel voor de eerste laag met ATO deeltjes. De alkoxysilaanverbinding (bijvoorbeeld TEOS) dringt in de eerste laag binnen en hecht op het onderliggende oppervlak. Bij voorkeur vormt de tweede laag samen met de eerste laag een 2-laags anti-reflectieve laag. Antireflectieve lagen worden toegepast op beeldschermen om reflectieverliezen van doorgaand licht te verminderen en om storende reflecties in afbeeldingen te onderdrukken (speculaire reflectie). Antiglare lagen worden toegepast ter vermindering van de diffuse reflectie van omgevingslicht.
Een geschikte alkoxysilaanverbinding voor toepassing in de werkwijzen volgens de uitvinding is tetraethylorthosilicaat (TEOS). Ook andere op zich bekende alkoxysilaanverbindingen van het type Si (OR) 4 en oligomeren hiervan kunnen worden toegepast, waarin R een alkylgroep, bij voorkeur een Cl-Cs alkylgroep voorstelt. Als oplosmiddel wordt bijvoorbeeld methanol of ethanol toegepast.
De uitvinding heeft tevens betrekking op beeldweergaveinrichting met een beeldscherm voorzien van een anti-statische-antireflex bekledingslaag. Een beeldweergaveinrichting met een beeldvenster voorzien van een antistatische bekledingslaag die uit meer dan een laag bestaat en die ten minste een anti-statische laag bevat, is volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de anti-statische laag direct aan het beeldvenster grenst en geleidende deeltjes met een doorsnede kleiner dan 50 nm bevat gevat in siliciumdioxide welke anti-statische laag overdekt is door een tweede gladde laag bevattende siliciumdioxide, waarbij het samenstel van de eerste en de tweede laag een anti-reflectieve werking heeft voor zichtbaar licht.
De brekingsindex van de anti-statische laag bevattende geleidende (ATO)- deeltjes verschilt in het algemeen van en is hoger dan de brekingsindex van de aanvullende siliciumdioxide-laag. De respectieve laagdikten van een tweelaags-bekleding zijn bij voorkeur zodanig gekozen worden dat destructieve interferentie optreedt bij een centrale golflengte X in het zichtbare gebied, bijvoorbeeld omstreeks 550 nm. Voor die golflengte, en golflengtes in een gebied rondom die golflengte, heeft het lagenpakket antireflectieve werking. Het is de vakman bekend dat de optische dikten n. t (waarin n de brekingsindex en t de laagdikte is) van de lagen gelijk moeten zijn aan X/4, waarbij
X de centrale golflengte is.
Een dergelijke aanvullende laag uit siliciumdioxide kan worden vervaardigd door het aanbrengen van een alcoholische oplossing van een
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
alkoxysilaanverbinding, gevolgd door een behandeling bij verhoogde temperatuur onder vorming van een laag uit siliciumdioxide. Indien de aanvullende laag door spinnen wordt aangebracht hangt de verkregen laagdikte onder meer af van het gebruikte toerental en de viscositeit van de oplossing. Bij voorkeur is de deeltjesgrootte kleiner dan 50 nm.
Bij is nog een derde laag uit siliciumdioxide met antiglare werking aangebracht. Deze laag wordt door spuiten of sproeien van een alcoholische oplossing van een alkoxysilaanverbinding op de eerste aanvullende laag aangebracht, gevolgd door een behandeling bij verhoogde temperatuur onder vorming van een laag uit siliciumdioxide. De verkregen laag is krasvast en heeft antiglare eigenschappen vanwege de door het spuiten ontstane oppervlaktetextuur. De antiglare werking is vrijwel onafhankelijk van de golflengte van het licht. Door spuiten of sproeien van de alkoxysilaan-oplossing ontstaat een matte oppervlaktetextuur, waardoor de verkregen laag antiglare werking vertoont. Hierdoor wordt omgevingslicht diffuus gereflecteerd.
Verdere voordelen van de aanvullende lagen uit siliciumdioxide zijn de verminderde gevoeligheid voor vingerafdrukken en de hogere hardheid en krasvastheid.
Een van de aanvullende lagen kan desgewenst zijn voorzien van een pigment of kleurstof teneinde de lichttransmissie selectief te be nvloeden. Dergelijke pigmenten of kleurstoffen worden zodanig gekozen dat het door de fosforen van een kathodestraalbuis uitgezonden licht selectief wordt doorgelaten, terwijl bijvoorbeeld het omgevingslicht dat tegen de achterzijde van het beeldscherm reflecteert, wordt geabsorbeerd. Voorbeelden van pigmenten zijn overgangsmetaaloxiden, zoals ijzeroxide en chromoxide. Een voorbeeld van een geschikte kleurstof is Rhodamine B.
Aan de waterige oplossing van (ATO)-deeltjes worden in een uitvoeringsvorm van de uitvinding latex-deeltjes uit polypyrrool toegevoegd. De polypryrrool-deeltjes dragen zorg voor lichtabsorberende eigenschappen van de eerste laag. Na droging bevat de eerste laag dan polypyrrool-latex deeltjes.
Als polypyrroolverbinding kunnen polypyrrool, N-gesubstitueerd polypyrrool en -gesubstitueerd polypyrrool worden toegepast. Als substituenten komen in aanmerking alkylgroepen met bijvoorbeeld tot 5 koolstofatomen, arylgroepen, alkoxygroepen, nitrogroepen en halogeenatomen. Dergelijke materialen en de bereiding van latexdeeltjes zijn beschreven in het Amerikaanse octrooischrift US-A-4959162, onder andere voor toepassing als antistatische bekledingslaag. Ook dit Amerikaanse
<Desc/Clms Page number 7>
voorkeuroctrooischrift beschrijft een centrifuge- en een re-dispersiestap ter zuivering van de bereide latex. Bij voorkeur bestaan de latexdeeltjes uit ongesubstitueerd polypyrrool.
Vanwege de optische eigenschappen, uniformiteit en homogeniteit van de laag is het wenselijk dat de latexdeeltjes uniforme afmetingen hebben. De latexdeeltjes zijn bolvormig en hebben bij voorkeur een gemiddelde diameter tussen 50 en 150 nm.
Anti-statische en lichtabsorberende eigenschappen zijn in een dergelijke uitvoeringsvorm een enkele laag samengevoegd. Als gevolg van de werkwijze volgens de boven vermelde uitvoeringsvorm van de uitvinding bevat de bekledingslaag een homogeen mengsel van beide soorten deeltjes. De laagdikte van de bekledingslaag bedraagt tussen 50 en 200 nm. De kleur van de bekledingslaag is neutraalgrijs, dat wil zeggen de transmissie is onafhankelijk van de golflengte. Afhankelijk van de laagdikte en de concentratie polypyrrool in de laag is de transmissie instelbaar bijvoorbeeld tussen 90 en 30%, met behoud van het benodigde antistatische effect. Een voldoende antistatische werking van de bekledingslaag wordt bereikt indien de oppervlakteweerstand van de laag een waarde heeft tussen 104 en 1010 0/vierkant.
Zoals hierboven is aangegeven vertoont de combinatie van de bekledingslaag en de aanvullende laag uit siliciumdioxide antireflectieve werking indien de optische laagdikten van deze lagen gelijk zijn aan ongeveer X/4. De gewenste laagdikten kunnen gemakkelijk proefondervindelijk worden vastgesteld. Belangrijke procesparameters zijn hierbij toerental tijdens het spinnen, temperatuur en viscositeit van de oplossing.
De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden en een tekening, waarin
Figuur 1 een beeldweergaveinrichting toont,
Figuur 2 in doorsnede en schematisch een beeldvenster van een beeldweergaveinrichting toont,
Figuren 3a tot en met 3c een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding illustreren,
Figuur 4 de transmissie T (in %) als functie van de golflengte X (in nm) van een bekledingslaag volgens de uitvinding weergeeft,
Figuren 5a en 5b de relatieve reflectie R (in %) als functie van de golflengte X (in nm) weergeeft van een coating bestaande uit ATO- (en polypyrrool)- deeltjes met daarop een aanvullende laag uit siliciumdioxide en met een tweede
<Desc/Clms Page number 8>
aanvullende antiglare laag uit siliciumdioxide.
Figuur 1 toont schematisch een opengewerkt aanzicht van een kathodestraalbuis 1 met een glazen omhulling 2, welke een beeldscherm 3, een konus 4 en een hals 5 omvat. In de hals bevindt zich een elektronenkanon 6 voor het opwekken van een elektronenbundel. Deze elektronenbundel wordt op een fosforlaag aan de binnenzijde 7 van het beeldscherm 3 gefocusseerd. De elektronenbundel wordt in bedrijf over het beeldscherm 3 afgebogen in twee onderling loodrechte richtingen met behulp van een (hier niet getoond) afbuigspoelenstelsel. Het beeldscherm 3 is aan de buitenzijde voorzien van een antistatische bekledingslaag 8 volgens de uitvinding.
Figuur 2 toont in doorsnede en schematisch een beeldscherm volgens de uitvinding. Op het beeldscherm 3 is een anti-statische bekledingslaag 8 aangebracht. De anti-statische bekledingslaag 8 bevat een eerste laag 9 (AS), een tweede laag 10 en een derde laag 11. De eerste laag 9 bevat geleidende deeltjes 12, in dit voorbeeld deeltjes uit met antimoon gedoteerd tinoxide, gevat in een tweede verbinding, in dit voorbeeld siliciumdioxide. De tweede laag is gevormd uit de tweede genoemde verbinding, in dit voorbeeld derhalve siliciumdioxide. De eerste laag en de tweede laag vormen tezamen een anti-reflectie filter (AR). Hiertoe is de dikte van beide lagen 9 en 10 ongeveer X/4 waarbij X in het zichtbare gebied, bijvoorbeeld tussen de 500 en 600 nm, gelegen is.
De eerste laag kan voorzien zijn van polypyrrool latex deeltjes waarbij de transmissie eigenschappen van de eerste laag bepaald kunnen worden. De derde laag 11 (AG) zorgt voor een anti-glare werking en bestaat bijvoorbeeld uit opgespoten siliciumdioxide.
Figuren 3a tot 3c illustreren een werkwijze volgens de uitvinding.
Op het beeldscherm 3 wordt een poreuze laag 31 aangebracht.
Bijvoorbeeld en bij voorkeur gebeurd dat door een waterige oplossing van geleidende (ATO) deeltjes, op het beeldscherm aan te brengen en te drogen. Over de laag 31 wordt een tweede laag 32 van een verbinding aangebracht, waarbij de genoemde verbinding in de eerste laag binnendringt. Na aanbrengen van de tweede laag wordt een warmtebehandeling uitgevoerd. Hierdoor wordt een siliciumdioxide laag gevormd.
Vervlogen wordt een derde laag aangebracht voor een anti-glare werking, bijvoorbeeld door spuiten van een siliciumdioxide anti-glare laag.
Hiervolgend worden enige uitvoeringsvormen van de uitvinding verder vermeld.
<Desc/Clms Page number 9>
Uitvoeringsvoorbeeld 1.
Een waterige ATO-suspensie wordt bereid zoals bijvoorbeeld is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift US-A-4775412. Daarbij worden SnC12 en SbC13 opgelost in verdund zoutzuur, waarna aan de oplossing ammoniumbicarbonaat wordt toegevoegd. In een autoclaaf wordt door hydrothermale omzetting een hydrosol van tinoxide gedoteerd met antimoon gevormd. De ATO-deeltjes zijn kleiner dan 30 nm. In een typisch voorbeeld bedraagt de molaire Sb/Sn-verhouding 0, 3. De waterige ATO-suspensie bedraagt 5 gew. %. Deze ATO-suspensie wordt op het beeldscherm aangebracht en gedroogd.
Er is of wordt een oplossing van een alkoxysilaanverbinding vervaardigd volgens tabel 1.
EMI9.1
<tb>
<tb>
Tabel <SEP> 1 <SEP> : <SEP> bereiding <SEP> TEOS-oplossing <SEP> (250 <SEP> ml)
<tb> Samenstelling <SEP> en <SEP> aanmaakmethode <SEP> : <SEP>
<tb> * <SEP> voeg <SEP> samen <SEP> (gram) <SEP> : <SEP>
<tb> - <SEP> TEOS <SEP> 11, <SEP> 25 <SEP>
<tb> - <SEP> ethanol <SEP> 5, <SEP> 63 <SEP>
<tb> - <SEP> 0, <SEP> 175 <SEP> M <SEP> HCL <SEP> 5, <SEP> 63 <SEP>
<tb> * <SEP> 30 <SEP> min <SEP> hydrolyseren
<tb> * <SEP> aanvullen <SEP> met <SEP> ethanol/butanol <SEP> (1 <SEP> : <SEP> 1) <SEP> tot <SEP> 250 <SEP> ml
<tb>
Op de eerste laag verkregen zoals hierboven beschreven (een gedroogde laag bevattende geleidende deeltjes (bijvoorbeeld ATO)) wordt, bijvoorbeeld door middel van spinnen, een laag van de TEOS-oplossing vervaardigd volgens tabel l aangebracht.
De laag wordt gedurende ongeveer 90 minuten op een temperatuur van 160 C gehouden, waarbij een goed hechtende, gladde laag uit siliciumdioxide wordt gevormd. Deze aanvullende laag uit siliciumdioxide heeft bijvoorbeeld een laagdikte van 135 nm en een brekingsindex van 1, 44. Tezamen met de anti-statische laag bevattende
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
ATO-deeltjes waarbinnen siliciumdioxide is binnengedrongen, welke anti-statische laag een brekingsindex van 1, en een laagdikte van 60 nm heeft, heeft deze lagencombinatie antireflectieve werking. Opgemerkt wordt dat de volgorde van aanbrengen van de lagen van belang is.
Zou eerst de siliciumoxide laag worden aangebracht en vervolgens de ATO-deeltjes bevattende laag, dan zou de hechting van de bekledingslaag minder goed zijn en bovendien zou de brekingsindex van de ATOdeeltjes bevattende laag anders zijn, namelijk ongeveer 1. en zou deze laag niet of nauwelijks siliciumoxide bevatten.
De optische zowel als mechanische eigenschappen van het samenstel van eerste en tweede laag zijn derhalve afhankelijk van de volgorde waarop de lagen worden aangebracht. Bij voorkeur worden de anti-statische laag en de tweede laag door ., oo n aangebracht. Bij voorkeur geschiedt dit in een en dezelfde spin-eenheid zonder het spinnen van het beeldscherm te stoppen. Dit vereenvoudigt de werkwijze en verhindert dat er stof op het beeldscherm terecht komt.
Vervolgens wordt, indien gewenst, met een TEOS-oplossing en een zelfde temperatuurbehandeling door middel van spuiten een tweede aanvullende laag uit siliciumdioxide aangebracht. Deze laag heeft een matte oppervlaktetextuur met antiglare werking. De verkregen coating is hierdoor minder gevoelig voor vingerafdrukken.
Bovendien wordt de reflectie minder afhankelijk van de golflengte, doordat het opvallende licht diffuus verstrooid wordt. De hierboven beschreven werkwijze kan toegepast worden om op een los beeldscherm, dat wil zeggen een beeldscherm dat (nog) geen onderdeel van een kathodestraalbuis is, een bekledingslaag (twee-laags of meerlaags) aan te brengen. Bij voorkeur wordt de werkwijze echter toegepast om een bekledingslaag aan te brengen op een beeldscherm dat een onderdeel is van een kathodestraalbuis. De kans op beschadiging van de bekledingslaag is dan verminderd.
Uitvceringsvoorbeeld 2.
Dit uitvoeringsvoorbeeld beschrijft een werkwijze en een beeldweergaveinrichting waarbij de eerste laag tevens de transmissie van zichtbaar licht beinvloedt, en wel door incorporatie van polypyrrool-latex deeltjes in de eerste laag.
Polypyrrool worden bereid door een mengsel van 0, g pyrrool, 8, g FeClHO en 1 g polyvinylalcohol (als sterische stabilisator) in 100
<Desc/Clms Page number 11>
ml water minimaal gedurende 10 uur krachtig te roeren totdat de oplossing helder is. De vorming van polypyrrool-deeltjes is zichtbaar aan de zwartkleuring van het mengsel. De verkregen suspensie wordt gedialyseerd tegen gedemineraliseerd water ter verwijdering van Fe-en Cl'-ionen. Na dialyse worden aan de suspensie enkele milliliters ethanol, butanol en ethylacetaat toegevoegd. De suspensie wordt tenslotte gefiltreerd over een cm en een 0, 2p. m filter uit polyamide. Elektronenmicroscopisch onderzoek toont aan dat de latexdeeltjes regelmatig bolvormig en monodispers zijn met een gemiddelde deeltjesgrootte van 80 nm.
De bereiding van een ATO-suspensie is die van voorbeeld 1.
Gelijke volumina van de beide suspensies worden vervolgens gemengd onder vorming van een stabiele suspensie van ATO-en polypyrrooldeeltjes. Deze suspensie wordt vervolgens op een beeldscherm aangebracht met behulp van spincoaten. Na droging is een homogene, neutraalgrijze bekledingslaag met een laagdikte van 60 nm gevormd en met een weerstand van 1 MO/vierkant. Dit is ruim voldoende voor de gewenste antistatische werking (oppervlakteweerstand tussen 104 en 1010 0 is wenselijk) en verschaft de mogelijkheid om door middel van wijzigingen in de laagdikte en de concentratie van het polypyrrool de lichttransmissie eigenschappen op de gewenste waarde ter brengen, met het behoud van het benodigde antistatische effect. De transmissie T (in %) als functie van de golflengte (in nm) van de verkregen bekledingslaag is weergegeven in figuur 4.
De verkregen weerstandswaarde van de bekledingslaag volgens de uitvinding is beduidend lager dan waarden die gehaald worden met lagen uit siliciumdioxide waarin ATO-deeltjes of waarin polypyrrooldeeltjes met sterische stabilisator zijn gedispergeerd. Voor dergelijke lagen is de weerstand ongeveer 100 MO.
Een oplossing van een alkoxysilaanverbinding wordt vervaardigd met de volgende samenstelling : 0, 9 mol tetraethylorthosilicaat (TEOS), 3, 6 mol water, 5. 10-4 mol salpeterzuur, aangevuld tot 1 liter met ethanol.
Op de eerste laag verkregen volgens uitvoeringsvoorbeeld 2 wordt door middel van spinnen een laag van de TEOS-oplossing aangebracht. De laag wordt gedurende 30 minuten op een temperatuur van 160. C gehouden, waarbij een goed hechtende, gladde laag uit siliciumdioxide wordt gevormd. Deze aanvullende laag uit siliciumdioxide heeft een laagdikte van 135 nm en een brekingsindex van 1, 44.
Tezamen met de bekledingslaag bevattende ATO- en polypyrrooldeeltjes met een
<Desc/Clms Page number 12>
brekingsindex van 1, 62 en een laagdikte van 60 nm heeft deze lagencombinatie antireflectieve werking.
Vervolgens wordt met dezelfde TEOS-oplossing en een zelfde temperatuurbehandeling door middel van spuiten een tweede aanvullende laag uit siliciumdioxide aangebracht. Deze laag heeft een matte oppervlaktetextuur met antiglare werking. De verkregen coating is hierdoor minder gevoelig voor vingerafdrukken.
Bovendien wordt de reflectie minder afhankelijk van de golflengte, doordat het opvallende licht diffuus verstrooid wordt.
In figuur 5a is de relatieve reflectie R (in %) als functie van de golflengte X (in nm) weergegeven van een coating bestaande uit de hierboven beschreven bekledingslaag van ATO-deeltjes (voorbeeld 1) met daarop de aanvullende laag uit siliciumdioxide en een anti-glare laag (curve A). Als referentie bij de meting wordt ongecoat beeldschermglas gebruikt.
In figuur 5b is de relatieve reflectie R (in %) als functie van de golflengte À (in nm) weergegeven van een coating bestaande uit de hierboven beschreven bekledingslaag van ATO- en polypyrrooldeeltjes (voorbeeld 2) met daarop de aanvullende laag uit siliciumdioxide (curve A). Als referentie bij de meting wordt ongecoat beeldschermglas gebruikt. Curve B toont het effect van de aanvullende antiglare laag. De antireflectieve werking van de coating is minder golflengteafhankelijk geworden.
De krasvastheid van de buitenste laag wordt getest door middel van een kegelvormige diamant die met een kracht van 50 g over het oppervlak wordt bewogen, waarbij geen met het blote oog zichtbare kras wordt gevormd.
De hardheid wordt getest door middel van een potloodtest, waarbij potloden met verschillende hardheden met een kracht van 7, 5 N onder een hoek van 45. met een snelheid van 0, 05 m/s over het oppervlak van de laag worden bewogen. De laag volgens de uitvinding heeft volgens deze test een hardheidsgraad van 3H tot 4H.
Met behulp van de uitvinding worden op eenvoudige wijze effectieve antistatische en, indien gewenst, lichtabsorberende bekledingslagen vervaardigd en aangebracht op een beeldscherm van een kathodestraalbuis, waarbij het mogelijk is de lichttransmissie eigenschappen al dan niet in afhankelijkheid van de golflengte van het licht naar wens aan te passen.
<Desc / Clms Page number 1>
A method for manufacturing a coating layer on a screen and an image display device with a screen provided with a coating layer.
The invention relates to a method for manufacturing an anti-static coating layer which consists of more than one layer on a screen and which contains at least one anti-static layer.
The invention also relates to a screen provided with an anti-static coating layer.
Anti-static coatings are applied to displays of image displays, especially CRTs. These layers are electrically conductive enough to cause a high electrostatic voltage to be present on the outer surface of the display for a few seconds at most. This prevents a user from experiencing an unpleasant shock when touching a screen. The attraction of dust from the environment is also reduced.
One of the layers that make up the coating layer is an anti-static layer containing an electrically conductive compound. Known coatings contain, in addition to the anti-static layer, layers with, for example, an anti-reflective or anti-glare effect or a layer that improves scratch resistance. Usually these other layers are applied by spinning or spraying a silica layer.
A method of the type mentioned in the first paragraph is known from "Japan Display'92 page 289-292:" Anti-glare, Anti-reflection and antistatic (AGRAS)
Coating for CRTs 1111 by H. Tohda et al. This describes a method in which a conductive (anti-static) SnO layer is applied to a screen by means of CVD (Chemical Vapor Deposition), after which a middle and an outer SiO 2 layer is applied by spinning, spraying and heat treatment, respectively.
This method is very laborious and time consuming; the CVD process takes place in a separate reaction room. After applying the SnO layer, the surface is treated by polishing and cleaning.
The object of the invention is to provide a simple method for
<Desc / Clms Page number 2>
manufacturing multi-layer anti-static coatings.
According to the invention, the task of providing a simple method for manufacturing a multilayer anti-static coating layer is met by applying a porous layer of conductive particles to the screen, after which a second layer of a compound is applied in which the said compound is the first layer penetrates, after which said compound is converted into an additional second layer by means of an elevated temperature treatment.
The porous layer is both sealed and adhered to the surface of the display by the penetrating connection. The processing of the first layer in order to obtain a good adhesion between the first and the second layer, such as polishing and cleaning of the first layer, is not necessary. This makes it possible to simplify the method considerably.
Preferably, the method should also be able to be carried out at relatively low temperatures. Using relatively low temperatures generally reduces process time and the potential for damage from thermal stresses.
An embodiment of the method according to the invention is characterized for this purpose in that an aqueous suspension of parts of antimony-doped tin oxide is applied to the screen and then dried to form the anti-static layer, after which a second layer of an alcoholic alkoxysilane compound is placed on the screen. anti-static layer is applied, after which the alkoxysilane compound is converted into silica by means of an elevated temperature treatment.
This embodiment of the method according to the invention makes it possible to apply a subsequent layer on the anti-static layer without prior curing of the anti-static layer. The alcoxysilane compound can be converted into silicon dioxide at relatively low temperatures (up to 200 ° C). This makes it possible to simplify the method.
The conversion to silicon dioxide takes place, for example, by means of a treatment of at least 30 minutes at a temperature between 150 and 170 ° C.
The alkoxy groups of the alkoxy silane compound are converted by acidified water into hydroxy groups which react with each other and with hydroxy groups on the glass surface of the display. During drying and heating occurs
<Desc / Clms Page number 3>
polycondensation creates a well-adhering silicon dioxide network.
The use of aqueous suspensions for the antimony-doped tin oxide particles has the advantage that the environment is less polluted. This means that therefore measures to prevent environmental pollution are not or less necessary, which makes it possible to simplify the working side. A further advantage is that the square resistance of the obtained layer is low, namely about 1-10 MΩ. This resistance value is significantly lower than values obtained with conductive layers based on ATO made in other ways. Another advantage of aqueous suspensions is that the adhesion of the ATO particles to the screen is sufficient to omit a temperature treatment after the layer has dried, so that the second layer, for example from an aqueous solution of an alkoxysilane compound, can be applied directly. .
The layer of the alkoxysilane solution can be applied immediately after drying of the coating layer of ATO particles.
Preferably, the aqueous suspension is applied by spinning. The layer thickness of the first layer, which layer thickness determines, inter alia, the optical and electrical properties of the coating layer, is then easily controllable.
Preferably, the second layer is applied by spinning.
Spinning of the alkoxysilane solution creates a homogeneous, smooth layer. Optionally, a surfactant is added to the solution, for example in amounts from 0.001 to 5 wt. %.
By "spinning" or "spin coating" is usually meant a method in which a rotating part, in this case a screen, is coated.
Preferably, both the first and second layers are spun without stopping the display from rotating.
This has the advantage that the production of a two-layer coating layer can take place in one and the same spinning unit. There is no need to switch positions before applying the second coat. The screen continues to rotate so that dust does not get on it because the airflow above the screen that is created during spinning and prevents dust from getting on the screen is maintained. This makes it possible to simplify the process as well as to improve the quality of the coating.
The method according to the invention is applicable for application
<Desc / Clms Page number 4>
of a coating on a display for an image display device. It has been recognized within the scope of the invention that the preferred method is applicable and is preferably used for applying coatings to a screen which is part of a cathode ray tube.
In the method as known from the above-mentioned article from Japan Display, a coating layer is applied to a screen as a separate part, that is to say that a screen is first provided with a coating layer and only after the screen is provided with a coating layer the cathode ray tube is assembled. This poses a risk of damage to the coating during composition of the cathode ray tube. This risk is avoided by applying the coating on a display that is part of a cathode ray tube. The known method is not suitable for this.
The anti-static layer made by the method according to the invention contains conductive, for example ATO (Antimony doped Tin oxide) particles, the ATO particles taking care of the anti-static properties of the layer.
The conductive (ATO) particles used are preferably very small and preferably have a size of less than 50 nm. Due to these small dimensions, no visible scattering of light occurs and the first layer formed is transparent. The particles exhibit sufficient electrical conductivity if the Sb / Sn molar ratio is less than 0.3.
Preferably, the particle size is less than 30 nm. Due to the small dimensions of the ATO particles, the Van der Waals forces manifest themselves, whereby the adhesion of the ATO particles to a glass substrate is sufficient to be able to apply the second layer without disturbing the first layer. The ATO particles are applied to the display from an aqueous stable ATO suspension (hydro-sol). In the suspension, the ATO particles are not steric but charge stabilized. With such a suspension, very thin conductive layers can be manufactured with a surface resistance of about 1-20 Mn / square. The preparation of such an ATO suspension is described in US patent US-A-4775412.
Due to the small particle size, the layer has sufficient mechanical strength to apply a second layer directly without a curing step.
The first layer is preferably supplemented with layers of silicon dioxide
<Desc / Clms Page number 5>
with anti-reflective or anti-glare effect, which additional layers also increase the scratch resistance. The second layer has, inter alia, the function of adhesive for the first layer with ATO particles. The alkoxy silane compound (e.g. TEOS) penetrates into the first layer and adheres to the underlying surface. Preferably, the second layer together with the first layer forms a 2-layer anti-reflective layer. Anti-reflective layers are applied to displays to reduce reflection losses from transmitted light and to suppress distracting reflections in images (specular reflection). Anti-glare layers are used to reduce the diffuse reflection of ambient light.
A suitable alkoxysilane compound for use in the methods of the invention is tetraethyl orthosilicate (TEOS). Other alkoxysilane compounds of the type Si (OR) 4 and their oligomers known per se can also be used, in which R represents an alkyl group, preferably a C 1 -C 8 alkyl group. The solvent used is, for example, methanol or ethanol.
The invention also relates to an image display device with a screen provided with an anti-static anti-reflex coating layer. An image display device with an image window provided with an anti-static coating layer consisting of more than one layer and containing at least one anti-static layer, is characterized according to the invention in that the anti-static layer is directly adjacent to the image window and conductive particles with a cross section less than 50 nm contained in silicon dioxide which anti-static layer is covered by a second smooth layer containing silicon dioxide, the assembly of the first and second layers having an anti-reflective effect for visible light.
The refractive index of the anti-static layer containing conductive (ATO) particles generally differs from and is higher than the refractive index of the supplemental silicon dioxide layer. The respective layer thicknesses of a two-layer coating are preferably chosen such that destructive interference occurs at a central wavelength X in the visible range, for example, about 550 nm. For that wavelength, and wavelengths in an area around that wavelength, the layer package has anti-reflective effect. It is known to the skilled person that the optical thicknesses n. t (where n is the refractive index and t is the layer thickness) of the layers must be X / 4, where
X is the central wavelength.
Such an additional layer of silicon dioxide can be made by applying an alcoholic solution of a
<Desc / Clms Page number 6>
EMI6.1
alkoxysilane compound, followed by an elevated temperature treatment to form a silica layer. If the additional layer is applied by spinning, the layer thickness obtained depends, inter alia, on the speed used and the viscosity of the solution. Preferably, the particle size is less than 50 nm.
A third layer of anti-glare silicon dioxide is also applied. This layer is applied to the first additional layer by spraying or spraying an alcoholic solution of an alkoxysilane compound, followed by treatment at elevated temperature to form a layer of silicon dioxide. The obtained layer is scratch resistant and has anti-glare properties due to the surface texture created by spraying. The anti-glare effect is almost independent of the wavelength of the light. By spraying or spraying the alkoxysilane solution, a matt surface texture is created, whereby the obtained layer shows anti-glare effect. As a result, ambient light is diffuse reflected.
Further advantages of the additional silicon dioxide layers are the reduced sensitivity to fingerprints and the higher hardness and scratch resistance.
One of the additional layers may optionally be provided with a pigment or colorant to selectively affect light transmission. Such pigments or dyes are selected such that the light emitted from the phosphors of a cathode ray tube is selectively transmitted, while, for example, the ambient light reflected against the back of the display is absorbed. Examples of pigments are transition metal oxides, such as iron oxide and chromoxide. An example of a suitable dye is Rhodamine B.
In an embodiment of the invention, latex particles of polypyrrole are added to the aqueous solution of (ATO) particles. The polypryrrole particles ensure the light-absorbing properties of the first layer. After drying, the first layer then contains polypyrrole-latex particles.
As a polypyrrole compound, polypyrrole, N-substituted polypyrrole and substituted polypyrrole can be used. Suitable substituents are alkyl groups having, for example, up to 5 carbon atoms, aryl groups, alkoxy groups, nitro groups and halogen atoms. Such materials and the preparation of latex particles are described in U.S. Patent US-A-4959162, inter alia, for use as an anti-static coating. This American too
<Desc / Clms Page number 7>
preferred patent describes a centrifuge and a redispersion step to purify the prepared latex. The latex particles preferably consist of unsubstituted polypyrrole.
Due to the optical properties, uniformity and homogeneity of the layer, it is desirable that the latex particles have uniform dimensions. The latex particles are spherical and preferably have an average diameter between 50 and 150 nm.
Anti-static and light absorbing properties are combined in a single layer in such an embodiment. As a result of the method according to the above embodiment of the invention, the coating layer contains a homogeneous mixture of both kinds of particles. The layer thickness of the coating layer is between 50 and 200 nm. The color of the cladding layer is neutral gray, i.e. the transmission is independent of the wavelength. Depending on the layer thickness and the concentration of polypyrrole in the layer, the transmission is adjustable, for example between 90 and 30%, while retaining the required anti-static effect. Sufficient antistatic action of the coating layer is achieved if the surface resistance of the layer has a value between 104 and 1010 / square.
As indicated above, the combination of the coating layer and the supplemental silicon dioxide layer exhibits anti-reflective activity when the optical layer thicknesses of these layers are equal to about X / 4. The desired layer thicknesses can easily be determined by experiment. Important process parameters are spinning speed, temperature and viscosity of the solution.
The invention is elucidated on the basis of exemplary embodiments and a drawing, in which
Figure 1 shows an image display device,
Figure 2 shows in cross-section and schematically a picture window of an image display device,
Figures 3a to 3c illustrate an embodiment of the method according to the invention,
Figure 4 shows the transmission T (in%) as a function of the wavelength X (in nm) of a coating layer according to the invention,
Figures 5a and 5b show the relative reflectance R (in%) as a function of the wavelength X (in nm) of a coating consisting of ATO (and polypyrrole) particles with an additional layer of silicon dioxide thereon and with a second
<Desc / Clms Page number 8>
additional anti-glare layer of silicon dioxide.
Figure 1 schematically shows an exploded view of a cathode ray tube 1 with a glass envelope 2, which comprises a screen 3, a cone 4 and a neck 5. In the neck there is an electron gun 6 for generating an electron beam. This electron beam is focused on a phosphor layer on the inside 7 of the screen 3. In operation, the electron beam is deflected across the display 3 in two mutually perpendicular directions using a deflection coil system (not shown here). The screen 3 is provided on the outside with an anti-static coating layer 8 according to the invention.
Figure 2 shows in cross-section and schematically a screen according to the invention. An anti-static coating layer 8 is applied to the screen 3. The anti-static coating layer 8 contains a first layer 9 (AS), a second layer 10 and a third layer 11. The first layer 9 contains conductive particles 12, in this example particles of antimony-doped tin oxide, contained in a second compound, in this example silicon dioxide. The second layer is formed from the second mentioned compound, in this example therefore silicon dioxide. The first layer and the second layer together form an anti-reflection filter (AR). For this purpose, the thickness of both layers 9 and 10 is approximately X / 4, X being in the visible range, for example between 500 and 600 nm.
The first layer can be provided with polypyrrole latex particles, whereby the transmission properties of the first layer can be determined. The third layer 11 (AG) provides an anti-glare effect and consists, for example, of injected silicon dioxide.
Figures 3a to 3c illustrate a method according to the invention.
A porous layer 31 is applied to the screen 3.
For example and preferably this is done by applying an aqueous solution of conductive (ATO) particles to the screen and drying. A second layer 32 of a compound is applied over the layer 31, the said compound penetrating into the first layer. After the second layer has been applied, a heat treatment is carried out. This creates a silicon dioxide layer.
Faded, a third layer is applied for an anti-glare effect, for example by spraying a silicon dioxide anti-glare layer.
Some embodiments of the invention are further described below.
<Desc / Clms Page number 9>
Implementation example 1.
An aqueous ATO suspension is prepared as described, for example, in U.S. Patent US-A-4775412. SnC12 and SbCl3 are dissolved in dilute hydrochloric acid, after which ammonium bicarbonate is added to the solution. In an autoclave, a hydrosol of tin oxide doped with antimony is formed by hydrothermal conversion. The ATO particles are less than 30 nm. In a typical example, the Sb / Sn molar ratio is 0.3. The aqueous ATO suspension is 5 wt. %. This ATO suspension is applied to the screen and dried.
A solution of an alkoxy silane compound has been or is being prepared according to Table 1.
EMI9.1
<tb>
<tb>
Table <SEP> 1 <SEP>: <SEP> preparation <SEP> TEOS solution <SEP> (250 <SEP> ml)
<tb> Composition <SEP> and <SEP> creation method <SEP>: <SEP>
<tb> * <SEP> concatenate <SEP> <SEP> (gram) <SEP>: <SEP>
<tb> - <SEP> TEOS <SEP> 11, <SEP> 25 <SEP>
<tb> - <SEP> ethanol <SEP> 5, <SEP> 63 <SEP>
<tb> - <SEP> 0, <SEP> 175 <SEP> M <SEP> HCL <SEP> 5, <SEP> 63 <SEP>
Hydrolyze <tb> * <SEP> 30 <SEP> min <SEP>
<tb> * <SEP> supplement <SEP> with <SEP> ethanol / butanol <SEP> (1 <SEP>: <SEP> 1) <SEP> to <SEP> 250 <SEP> ml
<tb>
On the first layer obtained as described above (a dried layer containing conductive particles (e.g. ATO)), a layer of the TEOS solution manufactured according to Table 1 is applied, for example by means of spinning.
The layer is held at 160 DEG C. for about 90 minutes to form a tightly adhering, smooth silica layer. This additional silicon dioxide layer has, for example, a layer thickness of 135 nm and a refractive index of 1.44. Together with the anti-static layer containing
<Desc / Clms Page number 10>
EMI10.1
ATO particles within which silicon dioxide has penetrated, which anti-static layer has a refractive index of 1, and a layer thickness of 60 nm, this layer combination has anti-reflective effect. It is noted that the order of application of the layers is important.
If the silicon oxide layer was applied first and then the layer containing the ATO particles, the adhesion of the coating layer would be less good and, moreover, the refractive index of the layer containing the ATO particles would be different, namely about 1. and this layer would hardly or not at all. contain silicon oxide.
The optical as well as mechanical properties of the first and second layer assemblies therefore depend on the order in which the layers are applied. Preferably, the anti-static layer and the second layer are applied throughout. Preferably this takes place in one and the same spinning unit without stopping the spinning of the screen. This simplifies the working method and prevents dust from getting on the screen.
Then, if desired, a second additional layer of silicon dioxide is applied with a TEOS solution and the same temperature treatment by spraying. This layer has a matte surface texture with anti-glare effect. The coating obtained is therefore less sensitive to fingerprints.
Moreover, the reflection becomes less dependent on the wavelength, because the incident light is diffused. The above-described method can be applied to apply a coating layer (two-layer or multi-layer) to a separate display, i.e. a display that is not (yet) part of a cathode ray tube. Preferably, however, the method is used to apply a coating to a display that is part of a cathode ray tube. The chance of damage to the coating layer is then reduced.
Implementation example 2.
This exemplary embodiment describes a method and an image display device in which the first layer also influences the transmission of visible light, namely by incorporating polypyrrole-latex particles in the first layer.
Polypyrrole are prepared by a mixture of 0.1 g pyrrole, 8 g FeClHO and 1 g polyvinyl alcohol (as steric stabilizer) in 100
<Desc / Clms Page number 11>
Stir ml of water vigorously for at least 10 hours until the solution is clear. The formation of polypyrrole particles can be seen from the black coloring of the mixture. The resulting suspension is dialyzed against demineralized water to remove Fe and Cl ions. After dialysis, a few milliliters of ethanol, butanol and ethyl acetate are added to the suspension. The suspension is finally filtered over a cm and a 0.2p. m polyamide filter. Electron microscopic examination shows that the latex particles are regularly spherical and monodisperse with an average particle size of 80 nm.
The preparation of an ATO suspension is that of Example 1.
Equal volumes of the two suspensions are then mixed to form a stable suspension of ATO and polypyrrole particles. This suspension is then applied to a screen using spin coating. After drying, a homogeneous, neutral gray coating layer with a layer thickness of 60 nm is formed and with a resistance of 1 MO / square. This is more than sufficient for the desired antistatic effect (surface resistance between 104 and 1010 0 is desirable) and provides the possibility to bring the light transmission properties to the desired value by means of changes in the layer thickness and the concentration of the polypyrrole, while retaining of the required anti-static effect. The transmission T (in%) as a function of the wavelength (in nm) of the obtained coating layer is shown in Figure 4.
The obtained resistance value of the coating layer according to the invention is significantly lower than values obtained with layers of silicon dioxide in which ATO particles or in which polypyrrole particles are dispersed with steric stabilizer. For such layers, the resistance is about 100 MO.
A solution of an alkoxysilane compound is prepared with the following composition: 0.9 moles of tetraethyl orthosilicate (TEOS), 3.6 moles of water, 5.10-4 moles of nitric acid, made up to 1 liter with ethanol.
A layer of the TEOS solution is applied to the first layer obtained according to Example 2. The layer is held at a temperature of 160 ° C for 30 minutes to form a tightly adhering, smooth layer of silicon dioxide. This additional silicon dioxide layer has a layer thickness of 135 nm and a refractive index of 1.44.
Together with the coating layer containing ATO and polypyrrole particles with a
<Desc / Clms Page number 12>
refractive index of 1.62 and a layer thickness of 60 nm, this layer combination has anti-reflective effect.
A second additional layer of silicon dioxide is then applied with the same TEOS solution and the same temperature treatment by spraying. This layer has a matte surface texture with anti-glare effect. The coating obtained is therefore less sensitive to fingerprints.
Moreover, the reflection becomes less dependent on the wavelength, because the incident light is diffused.
Figure 5a shows the relative reflection R (in%) as a function of the wavelength X (in nm) of a coating consisting of the above-described coating layer of ATO particles (example 1) with the additional layer of silicon dioxide and an anti -glare layer (curve A). Uncoated display glass is used as a reference for the measurement.
Figure 5b shows the relative reflection R (in%) as a function of the wavelength À (in nm) of a coating consisting of the above-described coating layer of ATO and polypyrrole particles (example 2) with the additional layer of silicon dioxide (curve) A). Uncoated display glass is used as a reference for the measurement. Curve B shows the effect of the additional anti-glare layer. The anti-reflective effect of the coating has become less wavelength dependent.
The scratch resistance of the outer layer is tested by means of a cone-shaped diamond that is moved over the surface with a force of 50 g, whereby no scratches visible to the naked eye are formed.
The hardness is tested by a pencil test, in which pencils of different hardness with a force of 7.5 N are moved at an angle of 45 at a speed of 0.05 m / s over the surface of the layer. According to this test, the layer according to the invention has a hardness degree of 3H to 4H.
With the aid of the invention, effective anti-static and, if desired, light-absorbing coatings are produced in a simple manner and applied to a screen of a cathode-ray tube, whereby it is possible to adjust the light transmission properties depending on the wavelength of the light as desired. to suit.