CN1105479A

CN1105479A - 具有中等密度面板涂层的低眩光阴极射线管及其制造方法

Info

Publication number: CN1105479A
Application number: CN94116274A
Authority: CN
Inventors: P·辛昆纳; G·曼西奥科; D·W·巴奇; J·J·皮亚辛斯基; J·F·爱德华斯; E·E·弗里茨
Original assignee: VIDEOCOLOR Spa
Current assignee: VIDEOCOLOR Spa; Videocolor SpA
Priority date: 1993-09-23
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2014-09-22
Also published as: KR950009879A; CN1061466C; ITMI932036A0; ITMI932036A1; IT1272666B; KR0150507B1

Abstract

一种阴极射线管(21)，包括一面板(27)，其外表面(39)上涂有低眩光的中等密度涂层(37)。该涂层包含一种硅酸锂材料、至少两种光衰减材料和一种可控制其量的抗磨材料。该抗磨材料可作为单独的组分，亦可与光衰减材料结合一起。光衰减材料选自由以下材料组成的一组材料：炭黑浆、黑墨、蓝墨、黑着色剂和蓝着色剂。本发明还提供了涂敷这种涂层的方法。

Description

本发明涉及一种阴极射线管（CRT），其面板的外表面上涂有可降低眩光的中等致密度的涂层，特别是，本发明涉及到这种涂层的配方。

在CRT面板的外表面上涂以中等密度的涂层，可以低成本有效地替代深色玻璃面板，以增强显象管所显示图象的对比度。

中等密度面板涂层所具有的低眩光性能在现有技术中是公知的，并已由例如1975年8月5日公布的Brown等人的3，898，509号美国专利作了描述。该专利中提到，将一种墨（india ink）喷镀在CRT面板的外表面上，以便将面板的整个发射量从69%（无涂层时）减少到42%，从面降低了眩光。这种墨含约4%（重量百分比）的碳和聚硅酸锂（lithium polysilicate）。其发射光减少的效果是涂层组分中光衰减材料量的函数。

本文中所用的术语“降低眩光”是指环境光源的反射影象的亮度和清晰度的减小。来自环境光源的眩光妨碍人们对显象管面板上图象的观看，因此对观看者造成不利影响。

1976年2月24日公布的Deal等人的3，940，511号美国专利提出用一种涂层，其成分类似于上述美国专利3，898，509号提出的涂层，不同之处在于其包含一种校正色彩的着色剂，以外偿涂层中来自碳粒子的不希望有的色调，或增加涂层中所希望有的色调。

上述供参考的专利所提到的一些中等密度的涂层，每一个都有这样的缺点，即涂层中均含有会降低涂层的机械和化学完善性的颜料，亦即涂层的抗磨性降低了，因而容易受周围环境的损害。

本发明欲解决的问题是配制一种中等密度的涂层，该涂层所用的涂层溶液中只含有很少量的有机添加剂和粘合剂，同时使用有抗磨性能的材料，以减少涂层受周围环境损害的可能性，以及有利于获得所需的反射光谱范围。

本发明的阴极射线管包括一块面板，其外表面上涂有可降低眩光的中等密度的涂层。该涂层包含一种硅酸锂（lithium silicate）材料、至少两种光衰减材料、和一种可控制其量的抗磨材料。该抗磨材料既可以作为单独的成分，亦可与光衰减材料结合在一起。光衰减材料选自下列一组材料：碳黑浆、黑墨、兰墨、墨着色剂和兰着色剂（carbon black slurry，black ink，blue ink，black dye and blue dye）。本发明还提出了将所述涂层涂敷到面板上的一种方法。

以下结合附图对本发明作更详细的说明。

图1是包含本发明的CRT的局部纵剖图;

图2是沿图12-2线剖视的显象管面板一部分的放大图;

图3为一曲线图，示出作为波长函数的光谱反射率的百分比，该组曲线是对一些含无涂层控制板的面板和另一些含有不同组分量的新颖涂层的板而作出的;

图4a、4b和4c为一组曲线图，示出作为反射角函数的光谱反射，三个图分别是针对波长为440nm、550nm和600nm作出的。

图1所示的阴极射线管21包括一个抽空的玻璃外壳，该外壳有一颈部23，与漏斗部分25连在一起。玻璃面板27由不透明的玻璃密封段29连接到漏斗部分25上。含有荧光材料的发光屏31附在面板27的内表面上。发光屏31上淀识有光反射金属（例如铝）膜33，如图2所示。发光屏31被来自电子枪35的电子束扫描后将产生发光的图象，通过面板27可看见这一图象。在面板27的外表面39上涂有可降低眩光的新颖的中等密度的涂层37，在通过面板观看时，可改善图象的对比度。

低眩光的中等密度的涂层37类似于1990年10月23日公布的Deal的4，965，096号美国专利所述的低眩光涂层，但其不同处在于这种新的涂层含有可控制量的胶态二氧化硅（colloidal silica），与不含胶态氧化硅涂层的现有技术相比，改善了抗磨性。

可用任何已知的清洗方法对抽真空的密封显象管21的面板27的外表面39进行仔细请理，以去除灰尘、纤维、油脂、浮渣等脏物，并注意不要划伤面板表面。最好用商用清洗复合剂清洗表面，再用水冲洗。然后用2-8%重量比的二氟氢铵（ammonium bifluoride）溶液擦拭以腐蚀表面，再用软水，即去离子水清洗，并以空气幕（air curtain）使其干燥，以防出现水迹。随后将面板放在炉中或以其他适当方式加温至约30-80℃，并用聚硅酸锂、可控制量的抗磨材料（可以作为涂层中的单独的组分或作为与光衰减材料的一部分组分）、和至少两种光衰减材料的水溶液进行涂敷。其中两种光衰减材料是由下列一组材料中选出的：碳黑浆、黑墨、兰墨、黑着色剂和兰着色剂。聚硅酸锂是一种锂稳定的硅溶胶（lithium-stabilized silica sol），其中SiO₂与Li₂O的比例在约4∶1到25∶1之间。该溶胶除氢氧根（hydroxyl）外，基本上不含其他负离子。锂稳定硅溶胶与硅酸锂溶液的基本不同在于，后者是在溶剂中溶解的化合物，并且不是溶胶，在以后的加热过程中，锂-溶胶涂层干燥，形成一种硅酸锂涂层。该涂层可以用任何常规的工艺（如用喷溅方法）而做成一层或几层。该涂层在空气中干燥，然后加热，使其温度升高到超过环境温度（约22℃）15-60℃。接着以温水（温度为50-60℃）清洗约15-60秒。在空气中小心地使涂层干燥，避免在涂层上沾上纤维屑或其他外界尘埃。

上述涂层有降低眩光的效能，即可以使反射光散射，同时，改善了图象的对比度，与不含抗磨材料的涂层相比，其抗磨性也得以改善。

实例1

用任何已知的清洗方法对一个已抽真空的CRT21的面板27的外表面39进行清理，以去除灰尘、油脂、浮渣等污物。然后用5%重量比的二氟氢铵溶液作稍许腐蚀，再以去离子水清洗。随后，在30-80℃范围内对该显象管的面板加热，再以一种新颖的液体涂层复合物喷射到热玻璃面上。这种涂层复合物是通过将着色混合物、碳浆和水混合起来而制成的。其中着色混合物为29克（10.6%重量比），含有聚硅酸盐（聚硅酸锂）48和黑着色剂，其商品标号为“CDI Dispersions”，由美国新泽西州纽华克城（Newark，N.J.）出品，如CDI BS 15188”，包括由美国德拉瓦州维明顿市（Wilmington，DE）E.I.DuPont公司制造的28.4克（10.4%重量比）的聚硅酸盐48和0.6克（0.2%重量比）的黑着色剂;碳浆为15克（5.5%重量比）;水为228.5克（83.9%重量比）。

上述涂层配方中用的碳浆包含：

0.3%重量百分比的表面活化剂，例如美国德拉瓦州维明顿市ICI美州公司出品的Brij 35 SP;

1.2%重量比的分散剂，例如美国Connecticut州格林威治城（Greenwich，CT）Ligno技术公司出品的Marasperse CBA-1或CBOS-3;

1.5%重量比的基底溶液（base solution），例如含重量比为30%的氢氧化铵溶液;

4.4%重量比的碳，例如美国马萨诸塞州瓦尔珊城（Waltham，MA）Cabot公司出品的BP-1300;

7.5%重量比的胶态氧化硅（Colloidal silica），例如美国德拉瓦州维明顿市E.I.DuPont公司出品的Ludox，AM，以增加抗磨性能;和

其余部分，为软水（即去离子水）。

涂层在空气中干燥，然后加热使之进一步固化。如果用红外加热元件（如Calrod加热器），则将玻璃表面加热到超过环境温度以上15-60℃，并保温2-4分钟。但是，如果用炉子加热玻璃表面，则显象管要放在炉中15-30分钟，或者到炉温达85℃为止，然后以温热的软水（50-60℃）清洗显象管约15-60秒，再使其干燥。

实例2

第二种涂层复合物是通过将下列物料混合起来而制成的：

29克（10%重量比）的聚硅酸盐48和黑着色剂的混合物，其商品标号为CDI BS15188，如例1中所描述的;

24.5克（9%重量比）的如例1中配方的碳浆;和

219克（80.4%重量比）的水。

该涂层以例1中所述的方式涂敷和干燥，从而在面板外表面涂上了一种称为DARK 70 GLOSS涂层。

实例3

第三种涂层复合物是通过将下列物料混合起来而制成的：

29克（10.6%重量比）的如例1中所述的CDI BS15188;

39.5克（14.5%重量比）的上述碳浆;和

204克（74.9%重量比）的水。

该涂层以例1中所述的方式涂敷和干燥，从而提供了一种称为DARK 70 GLOSS HC（高反差）涂层。

实例4

一种控制涂层，不含深色颜料，但含有标准的抗眩光（STD AG70GLOSS）涂层，该控制涂层是通过将下列物料混合起来而制成的：

28.4克（10.4%重量比）的由美国德拉瓦州维明顿市E.I.DuPont公司注册的聚硅酸盐48;和

244.1克（89.6%重量比）的水。

在本发明的涂层中，聚硅酸锂48的浓度可以在1-20%重量百分比范围内变化，但最好在8.86-10.5%重量比范围;而黑浆的浓度可以在1-30%重量百分比范围内变化，但最好在5.5-14.5%重量比范围。除了可在0.1-0.4%重量比范围变化的黑着色剂之外，还可在该复合物中加入约0.03%重量比的兰着色剂，以消除由于碳造成的带褐色的色调。兰着色剂可以选亚甲兰（methylene blue），它可从许多商店购得。

图3中示出所选的这些新涂层的一组光谱反射率曲线。作为参考标准的未涂层的面板的反射率以曲线1表示。曲线2表示按例4和按以上引作参考的4，965，096号美国专利中所述方法制成的不含深色颜料的标准抗眩光涂层的反射率。曲线3和4分别表示按上述例3和例2的新配方而只在碳黑浆含量上不同的涂层的反射率。曲线3在波长为400-约625nm范围有较强的反射率，其涂层含有14.5%重量比的碳黑浆;而曲线4在波长为400-625nm范围有较低的反射率，其涂层含有9.0%重量比的碳黑浆。从这些曲线可看出，涂层配方中的碳浆含量对光谱反射率的百分数只有轻微的影响。

实例5

还研究过一种配方，该配方用到与其他墨或着色剂结合一起的黑墨，但不用例1-3中所述的碳黑浆，还用到可控制量的胶态氧化硅，以增加抗磨性。

供涂层用的面板外表面39的准备及用法与例1中所述的相同。涂层的这一第五实施例的配方是要将以下物料组合起来：

40.7克（12.8%重量比）的聚硅酸盐48;

22.8克（7.2%重量比）的优质黑墨，由美国北卡罗来纳州Statesville城Hunt制造厂（Hunt Manufacturing，Statesville，NC）出品;

3.2克（1%重量比）的兰墨，由德国汉诺威城的Pelikan AG（Pelikan AG，Hanover，Germany）出品;

6.4克（2%重量比）的胶态氧化硅（Ludox AM）;和

244克（其余）的去离子水。

实例6

墨基涂层复合物另一变化的配方是由组合下列物料构成的：

40.7克（13.7%重量比）的CDI BS 15188，它包含

39.9克（13.4%重量比）的聚硅酸盐48，和

0.8克（0.3%重量比）的黑着色剂（CDI BS 15188）;

6.0克（2%重量比）的优质黑墨;

6.4克（2.1%重量比）的胶态氧化硅（Ludox AM）;和

245克（其余的）去离子水。

实例7

下列配方是一个黑墨受控制配方，其中不含胶态氧化硅。该配方包括：

40.7克（13.6%重量比）的聚硅酸盐48;

11.4克（3.8%重量比）的优质黑墨;

4.0克（1.3%重量比）的兰墨;和

244克（其余的）的水。

上述例5-7的墨涂层干燥后，将玻璃表面加热使涂层保温在约100℃，以使其固化，这与例1中将涂层保温在环境温度以上15-60℃是不同的。清洗和干燥步骤与例1中所述的相同。

图4a、4b和4c分别就440nm、550nm和600nm对例5的墨基涂层、例1的碳黑浆涂层和用作参照的无涂层面板的作为反射角函数的光谱反射情况作了比较。每个图的纵坐标可为任意参数，但它只表明各涂层与参照板的相对反射情况。

对例1和5中的涂层与通常的没有对中等密度有所贡献的颜料淀积作用的抗眩光（例如例4中的）涂层进行比较，其试验结果总结在以下的表中。表中的“抗眩光（Gloss）”项是用光泽计在偏离法线60°角处测量的表面反射率测量值。0-100范围的值，表示无散射的反射光的%数。“磨光”表示依表面反射率看出的可见的增量，即当以Al₂O₃膏涂在显象管的涂层面板上，和以一聚碳酸酯试验块用10克/cm²的力来回擦拭玻璃表面的同一部位而产生的光泽斑的量。每次来回运动，即每一循环，记为1X。“划伤”表示可见的磨损线。在“磨光”试验期间，检查被磨涂层表面，以确定其磨损情况。“光输出”，以英尺一郎伯/毫安（FL/mA）为单位，表示在当量色温为6500°K时的白光输出。“管面反射率”表示用分光辐射谱仪对在试验条件下的显象管的光谱反射率与校正标准进行比较的测量值。“反差比”是最大发光值与最小发光值之比，试验时，是处于25英尺一烛光（fc）条件下。“R/B和R/G电流比“表示在色温为6500°K时在一C.I.E图上获得一个选择的白点的每个指定基色分量的相对电流量之比。“SR”表示光谱反射大小，它是用角反射计在入射角为13.5°时表示反射率的测量值。这些值表示出被镜面反射的入射光的百分数。

表

例4 例1 例5

控制AG 碳浆黑墨

抗眩光(GLOSS) 51 49 49

磨光 40X 10X 1X

划伤 >60X >30X 5X

光输出*(FL/mA) 29.1 22.9 24.3

管面反射率 .118 .080 .090

反差比*(25fc) 8.2 9.3 8.9

R/B电流比* 1.90 1.74 1.76

R/G电流比* 1.59 1.46 1.54

SR 1.3 1.3 1.22

*6500°K

尽管从上表中可看出各样品涂层的测量参数是不同的，但其中“磨光”和“划伤”试验表明常规的无颜料淀积的抗眩光的例4涂层，其抗磨性最高。可是，具有浓度为7.5%重量比的胶态氧化硅的例1的碳浆涂层，比例5的黑墨涂层有更好的抗磨性，后者较其他涂层含有较低浓度的胶态氧化硅，较例1则含有较高浓度的颜料淀积。

Claims

1、一种阴极射线管，具有一面板，其外表面上涂有可降低眩光的中等密度的涂层，其特征在于，该涂层(37)包含：

一种硅酸锂材料；

至少两种光衰减材料，该光衰减材料选自下列一组材料：碳黑浆、黑墨、兰墨、黑着色剂和兰着色剂；以及

一种可控制其量的抗磨材料，该抗磨材料既可以作为单独的成分，也可以作为光衰减材料的一部分组分。

2、一种阴极射线管，具有一面板，其外表面上涂有可降低眩光的中等度的涂层，其特征在于，所述涂层（37）包含1-20%重量比的聚硅酸锂、1-30%重量比的碳黑浆、0.1-0.4%重量比的黑着色剂，而余量为水。

3、如权利要求2所述的阴极射线管，其特征在于，所述涂层（37）还包含约0.2-0.4%重量比的兰着色剂。

4、如权利要求2所述的阴极射线管，其特征在于，所述碳黑浆包含约7-8%重量比的胶态氧化硅作为抗磨材料、4-5%重量比的碳、1-1.5%重量比的分散剂、1.4-1.6%重量比的基底溶液、0.2-0.4%重量比的表面活化剂，而余量为软水。

5、如权利要求4所述的碳黑浆，其特征在于，所述基底溶液为30%的氢氧化铵水溶液。

6、一种阴极射线管，具有一面板，其外表面上涂有中等密度的涂层，其特征在于，所述涂层（37）包含：

一种聚硅酸锂材料;

一种可控制其量的胶态氧化硅，作为抗磨材料;和

至少两种光衰减材料，该光衰减材料选自下列一组材料：黑墨、兰墨和黑着色剂。

7、如权利要求6所述的阴极射线管，其特征在于，所述涂层（37）包含约8-15%重量比的聚硅酸锂、约1-2.1%重量比的胶态氧化硅、1-8%重量比的黑墨、0.2-1.5%重量比的第二种染色剂，该染色剂选自由兰墨和黑着色剂组成的一组材料，而余量为水。

8、一种在阴极射线管的面板外表面上涂敷可降低眩光的中等密度涂层的方法，其特征在于包括以下步骤：

a）清理所述外表面（39）;

b）用2-8%的NH₄F₂H溶液腐蚀上述表面10-80秒;

c）将上述表面加热到30-80℃范围之温度;

d）将含有一种抗磨材料的所述可降低眩光的中等密度涂层（37）涂敷在所述表面上;

e）使所述涂层干燥;

将带有所述涂层的所述表面加热至超过环境温度15-100℃范围，保温一段足以使所述涂层完全固化的时间;

g）以水在温度为50-60℃范围内清洗所述涂层约15-60秒;和

h）使所述涂层干燥。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，其中加热步骤f）是在15-60℃范围内进行的。