CN1216152A - 制造阴极射线管的方法和阴极射线管 - Google Patents

制造阴极射线管的方法和阴极射线管 Download PDF

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Abstract

一种带有抗静电、防反射滤光器的阴极射线管的制造方法,在该方法中,利用溅射方法设置第一导电层(例如,主要基于铟锡氧化物的层)。利用湿式化学处理方法,例如旋涂方法在第一导电层上涂敷含有SiO2的第二层,随后干燥TEOS化合物。本方法能够以简单的方式制造抗静电、防反射滤光器,该方式适用于工业领域,该滤光器显示出良好的抗静电和防反射特性,以及良好的屏蔽效果。

Description

制造阴极射线管的方法和阴极射线管
本发明涉及在显示窗口上设置多层抗静电滤光器的阴极射线管的制造方法。
本发明还涉及在显示窗口上设有多层抗静电滤光器的阴极射线管。
阴极射线管被特别用于电视机和计算机监视器。
在欧洲专利申请EP649160中披露了在第一段中提到的这种阴极射线管的制造方法，和在第二段中提到的阴极射线管。在所述申请文献中，说明了把第一导电层施加在阴极射线管的显示窗上的方法，即通过使显示窗带有掺锑的氧化锡的导电颗粒的含水悬浮液，随后干燥所述悬浮液，从而形成第一导电层，然后制备第二层，第二层由乙醇烷氧基硅烷化合物构成，该化合物基本上被转换成二氧化硅。
在工作中，显示窗被充静电，且入射光被显示窗反射。为消除静电设置导电层，并且导电层和第二层同时构成防反射滤光器或者是防反射滤光器的一部分，以减少入射光反射。
尽管已知的方法提供了带有期望的抗静电效果的滤光器，但抗静电层的导电率(约1MΩ/□(MΩ/平方))不足以使观看者屏蔽由阴极射线管发射的电磁场于之外。这需要电阻值≤约1MΩ/□。本发明的目的在于提供制造多层滤光器的方法，该滤光器具有抗静电、屏蔽和抑制反射的性能，并且能够用简单的方式制造它。
为了实现该目的，本发明的方法的特征在于，首先，最好在显示窗上溅射主要基于铟锡氧化物且其表面电阻≤1MΩ/□的第一导电层，并利用湿式化学处理方法设置另一层，该层主要包括SiO2，起影响滤光器的反射特性的作用。
用溅射方法配置的导电层的表面电阻很低，与已知的方法制成的表面电阻不同，在层厚度为10-20nm或更小的数量级时可实现表面电阻为1MΩ/□以下。例如，该层可以是金属化层，或最好主要基于铟锡氧化物的层(例如，包含ITO或ATO的层)。金属化层比铟锡氧化物层吸收更多的可见光。如果要改善对比度，那么可设置金属化层，例如铝的薄层。如果显示图象的亮度是重要的，那么最好涂敷主要基于金属氧化物的透明导电层，例如主要基于铟锡氧化物的透明导电层。在已知的方法中，这样的电阻值将需要更大的层厚度。这种厚度的电阻层实际上并未显示有用的干涉现象。在这样较大厚度的层上，必须涂敷至少两层有不同折射率的材料，以实现防反射效果。
按照本发明的方法，主要由二氧化硅构成的另一层不采用溅射法涂敷，而利用湿式化学处理方法来设置，例如利用在欧洲专利申请EP649160(PHN14.663)中披露的旋涂TEOS溶液来设置。所述另一层的厚度最好在80-150nm的数量级，利用溅射法形成这样厚度的层是很困难的。如果采用溅射方法，那么通过在第一层上涂敷各层或通过很长的溅射时间才能够达到期望的防反射效果。
溅射导电层和利用湿式化学处理例如旋涂来设置包含二氧化硅的另一层的组合能够用于制造多层抗静电滤光器，该滤光器不但有抑制反射效果，而且有屏蔽效果，还能够按比较简单的方式涂敷。在本发明的范围内，“防反射”层是指包括防眩光(漫反射)的层，以及抗镜面反射(反射系数R)的层，不论是单层还是与导电层组合。
在第一实施例中，在第一导电溅射层上设置包含二氧化硅的防眩光层。本实施例的方法提供双层AGES滤光器(防眩光、电磁屏蔽)( Anti- Glare， Electromagnetic  Shielding)。利用湿式化学处理，例如喷射来设置防眩光层。
在第二实施例中，在第一导电溅射层上设置包含二氧化硅的防反射层。利用本实施例的方法，可获得双层ARES滤光器(防反射电磁屏蔽)( Anti- Reflective， Electromagnetic  Shielding)。在该滤光器中，主要利用导电层和防反射层的组合中的干扰现象产生防反射效果。利用湿式化学处理，例如利用旋涂来设置防反射层。
在另一实施例中，在第一导电溅射层上设置包含二氧化硅的防反射层，在该防反射层上涂敷包含二氧化硅的防眩光层。例如这种方法，可获得三层IRES(改善的防反射电磁屏蔽)滤光器。利用湿式化学处理来设置防反射层和防眩光层。
在另一实施例中，用溅射方法在第一溅射层上设置除二氧化硅外的材料的第二层，在该第二层上设置包含二氧化硅的防眩光层。例如，第二层可包含氧化钛。利用这种方法，可获得三层IRES(改善的防反射电磁屏蔽)滤光器。用湿式化学处理方法设置防眩光层。
在另一实施例中，利用溅射方法在第一层上设置除二氧化硅外的材料的第二层，在该第二层上设置包含二氧化硅的防眩光层。利用这种方法，可获得三层ARES(防反射电磁屏蔽)滤光器。用湿式化学处理方法设置防反射层。
最好使第一层的表面电阻在500Ω/□以下。
这种层的屏蔽效果更大。
最好使另一层包含吸收物质。由此，可影响滤光器的颜色。
通过例如，喷射或喷雾烷氧基硅烷化合物的乙醇溶液，然后在高温下的处理，从而形成二氧化硅层，可设置防眩光层。所生成的层耐划痕，由于由喷射形成表面结构而具有防眩光特性。所述防眩光效果基本上与光的波长无关。通过喷射或喷雾烷氧基硅烷溶液，形成无光泽表面结构，该结构使所生成的层显示防眩光效果。结果，以漫散方式反射外界光。
二氧化硅附加层的其它优点包括可降低对指纹的灵敏度，更大的硬度和耐划痕。
本发明的方法最好在溅射处理和涂敷另一层之间设置中间步骤，在该中间步骤中，激活在其上设置另一层的表面，以增加粘接另一层的粘着力。
最好这可以通过下列方式来实现，例如在溅射导电层上溅射SiO2(或TiO2、NbO5、ZrO2、Al2O3等)的薄层(1-15nm)，随后利用腐蚀溶液，例如碱性溶液腐蚀所述层的表面。
上述层作为在溅射的导电层的顶部上淀积的底层。因此，可通过例如在氢气中研磨或腐蚀进行所述底层的激活。
参照附图说明的以下实施例将使本发明的这些和其它方面更明显。
在附图中：
图1表示显示器件，
图2是表示显示器件的显示窗的示意性剖面图，
图3a至3c是说明按照本发明的实施例方法的图，
图4是说明按照本发明的许多可能的实施例的图。
这些图是示意性性的并且未按比例描绘；在各实施例中，相同的参考序号一般表示相同的部分。
图1是表示阴极射线管1的示意性平面图，该管有包括显示屏3、锥体4和管颈5的玻璃外壳2。产生电子束的电子枪6被装在所述管颈中。电子束被聚焦在显示屏3内表面7的荧光层上。在工作中，利用偏转线圈系统(未示出)，沿两个相互垂直的方向在整个显示屏3上偏转电子束。在显示屏3的外部设置本发明的抗静电涂层8。
图2是表示本发明的显示屏的示意性剖面图。显示屏3设置抗静电涂层8。所述抗静电涂层8包括第一层9(AS)、第二层10和第三层11。第一层9包括氧化锡，并通过溅射来设置。第二层由二氧化硅构成。第一层和第二层一起形成防反射滤光层(AR)。第二层可以配置吸收组分，例如，聚吡咯胶乳颗粒，利用该吸收组分，能够改变第二层的透射特性。第三层11(AG)产生防眩光效应，由例如通过喷射方法设置的二氧化硅构成。
图3a至3c表示本发明的方法。
把主要包含铟锡氧化物(ITO)的导电层31溅射在显示屏3上。利用湿式化学处理，把二氧化硅的第二层32施加在所述层31上。为此，把例如TEOS溶液旋涂在层31上。在预备TEOS溶液后，进行热处理。该处理导致二氧化硅层的形成。接着，用喷射法设置例如二氧化硅防眩光层的第三层，以实现防眩光效果。
图4表示按照本发明方法的许多可能的实施例。
在第一箭头的前面，示意性地表示了利用溅射首先在衬底上设置层，用S表示衬底，用ES表示导电层，例如金属化层或最好主要由铟锡氧化物(例如ITO或ATO)构成的金属化层，用AR表示除二氧化硅外的材料的防反射层，例如氧化钛或氧化铌。接着，如在第一箭头后面所示，利用湿式化学处理，例如通过旋涂或喷射TEOS溶液，在溅射层上设置包含二氧化硅的一层或多层。用AG表示防眩光层，用AG表示防反射层。最后，在最后的箭头的后面，是形成的层的简略标记，用(AGES、IRES、ARES)来表示，构成滤光器的多层用括号表示(3L表示三层滤光器，2L表示两层滤光器等)。
图4表示本发明的要素：
通过溅射，在衬底(S)上设置包含导电材料例如金属或主要为铟锡氧化物材料的导电层(ES)的许多层，随后
利用湿式化学处理，设置影响滤光器反射特性的一层或多层包含二氧化硅的层(AG、AR’)。
除了上述优点之外，本发明的方法还有其它优点，这些优点使该方法很适合大范围应用。可以把溅射和湿式化学处理用于已经处于组装状态的阴极射线管，几乎不需要或者也许完全不需要加热被涂敷的表面。在本发明方法的优选实施例中，滤光器设置在抽真空的阴极射线管的显示窗上。与在需要使显示窗处于未装配状态的方法例如化学气相淀积(CVD)相比，本发明的方法有许多明显的优点。如果滤光器设置在未装配的显示窗上，那么所述显示窗随后必须与锥体连接和抽真空。这种处理包括高温处理(高达450℃)。这存在使设置的滤光器被所述高温损伤的危险。滤光器的损伤导致不合格品产生和造成损失。此外，如果溅射层主要由铟锡氧化物构成，那么溅射的铟锡氧化物层的折射率相当大(1.9以上)，铟锡氧化物在其中导电层与包含二氧化硅的层(折射率1.46)组合应当提供反射效果的实施例中有积极作用。上述优点(更适合用于工业领域，用于已经装配的阴极射线管，不合格品数量较少)不依赖于导电层表面电阻的精确值，也不依赖于导电层的构成。因此，就这些优点而言，表面电阻可以更高(例如103-105Ω/□)和/或导电层可以主要由其它材料(例如氧化锡)构成。
下面，详细说明本发明的实施例(称为三层IRES滤光器，参见图4)。
实例1
在溅射装置中设置显示屏3。把导电材料层，在本实例中为厚度10-15nm量级的铟锡氧化物(ITO)或掺锑的铟锡氧化物(ATO)溅射在显示窗上。由于折射率约为2.1，所以该层的光学厚度为约20-30nm。
制备表1中所示的烷氧基硅烷化合物的溶液。
    表1：TEOS溶液(250ml)的制备
    构成和制造方法：*混合(克)：-TEOS           11.25-乙醇           5.63-0,175 M HCL    5.63*水解30分钟*加乙醇/丁醇(1∶1)至250ml
利用旋涂法用按照表1制造的TEOS溶液来设置如上所述(由导电颗粒(例如ATO)组成的干燥层)那样获得的第一层(ES，参见图4)。使该层的温度在160℃下保持约90分钟，从而形成适当粘接的二氧化硅的平滑层(AR’，参见图4)。该二氧化硅附加层有例如135nm的厚度，折射率为1.44。在与抗静电层(ES)的组合中，该层有防反射效果。利用这种两层涂层(ES-AR’)，可见光的反射大约减少到0.8％。与上述提到的欧洲专利申请EP649160(PHN14.663)所披露的现有技术相比，这是实质性的改进。这主要归因于导电层ES和防反射层AR’之间折射率的更大的差别。在上述方法中，所述差别为2.1(ITO的折射率)-1.46＝0.64，而在由欧洲专利申请EP640160披露的方法中，其折射率差为1.62-1.46等于0.26。因此，在溅射的导电层连接防反射层的实施例中，溅射的导电层的高折射率(最好在1.9以上)有相对于已知方法降低反射的优点。此外，厚度为10-15nm的溅射ITO层的表面电阻约为500Ω/□，该表面电阻比已知的滤光膜的表面电阻更低。
接着，如果需要，喷射TEOS溶液来设置二氧化硅的第二附加层(AG)，并使所述溶液接受相同的温度处理。该层有防眩光效果的无光泽表面结构。因此，所获得的涂层对指纹的灵敏度较低。此外，由于入射光以分散的方式被散射，所以反射几乎与波长无关。上述方法能够用于在未装配的显示屏，即在未构成阴极射线管(还未形成)的一部分的显示屏上设置涂层(两层或多层)。但是，最好利用该方法在构成已抽真空的阴极射线管一部分的显示屏上配置涂层。在此情况下，会降低损伤涂层的危险。
本发明的方法最好包括在溅射处理和涂敷另一层之间的中间步骤，在该中间步骤中，激活在其上设置另一层的表面，以增加粘接另一层的粘着力。
这可以通过下述过程来实现，即最好在溅射的导电层上例如溅射SiO2(或TiO2、NbO5、ZrO2、Al2O3等)的薄层(1-15nm)，随后用腐蚀溶液，例如碱性溶液腐蚀所述层的表面。
上述层作为在溅射导电层的顶部淀积的底层。因此，可通过例如在氩气中研磨或腐蚀进行所述底层的激活(activate)。
也可以激活ES或AR层(参见图4)的表面。但是，由于激活对ES或AR层的性能，特别是对ES层的导电特性有不利的影响，所以最好使用分隔的底层。
总之，本发明涉及包含抗静电滤光器的阴极射线管的制造方法，在该方法中，用溅射法涂敷导电层(例如，主要基于氧化锡或氧化锡化合物的材料，例如铟锡氧化物)，利用湿式化学处理，例如通过旋涂，随后干燥TESO化合物，在所述导电层上配置包含SiO2的另一层。按照本发明的方法能够以简单的方式制造抗静电滤光器，该方式可适用于工业领域，所述滤光器显示出良好的抗静电和防反射特性，以及良好的屏蔽效果。
在本发明的范围内，除了图1所示的常规阴极射线管外，“阴极射线管”还指通过受控带电的粒子(电子和/或离子)激励场致发光荧光体的器件。这种器件的例子有PDP(等离子体显示器)，在该显示器中通过等离子体放电来激励荧光体，和在美国专利US5313136中披露的平面显示装置。上述问题也存在于这样的装置中。

Claims (14)

1.一种在显示窗上配置多层抗静电滤光器的阴极射线管的制造方法，其特征在于，在显示窗上溅射表面电阻为1kΩ/□以下的第一导电层，用湿式化学处理方法设置用作对滤光器的反射特性产生影响的包含SiO2的另一层。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，设置表面电阻≤500Ω/□的第一导电层。
3.如权利要求1的方法，其特征在于，所述另一层包含吸收物质。
4.如权利要求1的方法，其特征在于，导电层为金属化层。
5.如权利要求1的方法，其特征在于，导电层包含主要基于铟锡氧化物的导电材料。
6.如权利要求1的方法，其特征在于，防眩光层的另一层包含二氧化硅。
7.如权利要求1的方法，其特征在于，防反射层的另一层包含二氧化硅。
8.如权利要求1的方法，其特征在于，用湿式化学处理方法在包含二氧化硅的防反射层的另一层上设置包含二氧化硅的防眩光层。
9.如权利要求1的方法，其特征在于，利用溅射方法，在第一溅射导电层上设置除二氧化硅外的材料的第二层，利用湿式化学处理方法在所述第二层上涂敷构成防眩光层且包含二氧化硅的另一层。
10.如权利要求1的方法，其特征在于，利用溅射方法，在第一溅射导电层上设置除二氧化硅外的材料的第二层，利用湿式化学处理方法在所述第二层上涂敷构成防反射层且包含二氧化硅的另一层。
11.如权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括在溅射处理和涂敷另一层之间的中间步骤，在该中间步骤中，激活(activate)在其上设置另一层的表面，以增加粘接另一层的粘着力。
12.如权利要求11的方法，其特征在于，中间步骤包括利用溅射法在第一层上涂敷中间层和腐蚀中间层的操作。
13.一种在显示窗上配置多层抗静电滤光器的阴极射线管，其特征在于，所述滤光器包括表面电阻在1kΩ/□以下和折射率为1.9以上的基于铟锡氧化物的第一导电层，所述滤光器带有主要由SiO2构成的层，该层影响反射特性。
14.如权利要求13所述的阴极射线管，其特征在于，第一层的表面电阻在500Ω/□以下。
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