CN1232283A - 构成阴极射线管中红滤光膜的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种构成阴极发射管(CRT)中的红滤光膜的方法。此方法包括的步骤为:将包括一种以通式(1)表示的化合物(PVA－SbQ)的负光致抗蚀剂组合物沉积在一种具有黑底图象的屏板上,构成光致抗蚀剂层,再使该光致抗蚀剂层的某预定部位进行曝光,和将一种红颜料组合物涂敷在此光致抗蚀剂层上,进行干燥和接着显影所得的结构,其中1∶m∶n为1.0—4.5∶70.0—98.0∶1.0—20.0。由于略去了形成绿及蓝荧光屏图象的显影步骤,可简单地就形成红滤光膜,这是由于采用了一种其硬化部位非常弱地粘结在彩色滤光膜上的负光致抗蚀剂组合物的缘故。

Description

构成阴极射线管中红滤光膜的方法
本发明涉及一种构成阴极射线管(CRT)红滤光片的方法，更具体地说，涉及一种用简单工艺构成红滤光片而又同时大大减少由于应用蚀刻剂对环境造成污染的方法。
一般，在CRT屏幕上是将红、兰及红发射萤光屏图象排列为点或条阵式的规则图形。在各萤光屏图象之间形成黑底，以改善荧屏对比度或色彩纯度。如果电子是从电子枪发射至屏幕上的，则荧光剂发射出构成理想图影象光。
对比度及亮度等性能是对CRT屏幕的重要要求。但是要改善这两种性能却非常困难，因为当两者中之一性能改善，都会使另一性能受到有害的影响。例如，玻璃屏板大都按照透光度分类为深色板、半深色板和亮色板。这些板的透光率分别为40-50％、50-60％及80-90％。这些板透光率的不同对于对比度和亮度的影响是相反的。换句话说，如果萤光屏是在深色板上形成的，外光线就被深色板吸收，对比度就会改善。但是，由荧光剂激发的光也被玻璃板吸收，于是亮度就减弱。相反，如果萤光屏是在亮色板上形成的，则大部分的荧光剂激发光就穿透此玻璃板，于是亮度增强。但是，外部光未被此玻璃板吸收，就会使对比度降低。
为解决这个问题，现已对改善对比度和亮度的方法进行了研究。在这些方法中，提出的是一种在相当于萤光屏图象的位置上构成一种滤光膜的方法。这种滤光膜通过吸收外部光线而改善了对比度，但是由于只选择性地吸收由荧光剂激发非必要波长的光而使亮度减弱的程度降低。因此，若使对比度保持相同，通过形成滤光膜会使亮度比没有滤光膜的改善20-30％。
通常采用石印术的方法形成滤光膜。按照石印术方法构成完全相反型的图象取决于所用光致抗蚀剂的类型，即正光致抗蚀剂，或负光致抗蚀剂。采用正光致抗蚀剂时，形成图象的曝光区域因显影液的作用而被除去。在采用负光致抗蚀剂时，形成图象的曝光区域被硬化，而其未曝光的区域则被显影液洗脱出。因此采用负光致抗蚀剂，通常荧光剂和滤光膜二者都形成。例如，将绿色颜料和光致抗蚀剂的混合浆液沉积在板的内表面，并将遮光板负载其上。接着使此沉积膜进行曝光和显影，就在曝光区域形成了绿滤光膜。
但是，采用如绿或兰滤光膜的相同方法是很难生产红滤光膜的。由于用作红颜料的氧化铁(Fe2O3)具有吸收紫外射线的性质，当照射紫外线时，就形成了不透明滤光膜片。因此，要形成红滤光膜必须采用不同于构成绿或兰滤光膜的方法。
在形成红滤光膜的常规方法中，采用无红颜料的负光致抗蚀剂。但是，按照这种方法，与其它常规方法相比，这种工艺就显得复杂化了。
图1A至图1F是说明构成红滤光膜常规方法的流程示意断面图。
参照图1A，首先，在屏板1上构成一黑底图象2。再如图1B所示，将无颜料的负光致抗蚀剂组合物涂敷在带有黑底图象2的屏板整个表面上，并加以干燥形成一种光致抗蚀剂层3。接着，用紫外射线5照射要通过遮光板4(图1C)形成绿及兰萤光屏的部位，再在曝光区(图1D)显影，形成光致抗蚀剂图象6G及6B。将颜料组合物沉积在具有光致抗蚀剂图案6G和6B的表面上，并进行干燥，形成滤光膜层7(图1E)。接着，再用过氧化氢对光致抗蚀剂图象6G及6B以及其上形成的滤光膜层7进行蚀刻。负光致抗蚀剂一般是由聚乙烯醇和双叠氮化物所组成和通过与过氧化氢的反应而膨胀。从而脱除了光致抗蚀剂图象6G及6B和脱除了其上形成的滤光膜层。其结果，在黑底图象2和在要形成红萤光屏图象(图1F)的区域上形成了红滤光膜7R。
然而，上述常规形成红滤光膜的方法存在下述一些问题。
第一，此方法要求有复杂的如形成黑底图象的方法。
第二，由于使用如过氧化氢的蚀刻剂引起环境污染。
为解决上述问题，本发明目的之一在于提供一种形成红滤光膜的方法，它能够减少对环境的污染和简化工艺。
为达到本发明上述目的，这里提供了一种形成红滤光膜的方法，包括步骤：将一种负光致抗蚀剂的组合物包括一种以下述通式(1)表达的一种化合物(PVA-SbQ涂敷于具有黑底图象的屏板上形成光致抗蚀剂层并将此光致抗蚀剂的预定部位进行曝光；和将红颜料组合物涂敷于此光致抗蚀剂上层，再进行干燥及显影此所得的结构：
Figure A9811495500051
其中l∶m∶n为1.0-4.5∶70.0-98.0∶1.0-20.0。
优选地是，以通式(1)表示的化合物的聚合度为300-4000。此外，此负光致抗蚀剂还包括一种0.5-1.0％(重)按通式(1)表示的化合物重量计的表面活性剂。
本发明所用的光致抗蚀剂剂具有以上述通式(1)表示的化合物为主要组分的聚合物。一般负光致抗蚀剂属于一种粘结剂树脂与能够交联此粘结剂树脂分子的感光剂的混合物。但是本发明所用的作为负光致抗蚀剂的聚合物则具有此二组分的两种功能。而且，此通式(1)表示的聚合物是充分溶解于极性溶剂如水中的。特别是，为了增加此聚合物的溶解度和它与屏板的润湿度，优选的是，在此极性溶剂中包括一种表面活性剂。此表面活性剂优选地是选自由聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物，如由BASFAktiengessellshaft公司生产的PES，和聚氧乙烯山梨聚糖单月桂酸酯，如由ICI Americas Inc.，公司生产的SLS。此表面活性剂的含量按通式(1)表示的化合物重量计，优选为0.5-1.0％(重)。此光致抗蚀剂的膜厚度也对红滤光膜的厚度有影响，可通过改变光致抗蚀剂的粘度加以调节。
通过对一组优选方案的详细描述并参考其附图，本发明的上述目的及优点均将显得更加清楚，其中：
图1A-图1F是说明一种常规方法构成红滤光膜的流程示意断面图；和
图2A-图2E是说明按照本发明构成红滤光膜的方法流程示意断面图。
在此之后，将参照图2A-图2E对本发明进行详细描述。
采用如图1A至图1F所示相同的常规方法在屏板11(图2A)上构成黑底图象12。接着将按通式(1)表示的负光致抗蚀剂涂敷于具有黑底图象12的屏板11的整个表面上，形成一层光致抗蚀剂层13(图2B)。然后，用紫外射线15照射要穿过遮光板14形成绿及兰萤光屏(图2C)部位。与常规负光致抗蚀剂相比，本发明所用的光致抗蚀剂具有良好的感光性，使硬化反应在紫外射线照射部位上充分进行。并立即将红颜料组合物涂敷在光致抗蚀剂层13上和进行干燥，形成一层红滤光膜层17覆盖在此光致抗蚀剂层13(图2D)的整个表面上。接着，对所得结构进行显影，以除去相当于要构成绿和兰萤光屏的区域上的滤光膜层。其结果，就形成了红滤光膜17R，只覆盖在黑底图象12上和需要红萤光屏的部位上(图2E)。
采用常规的光致抗蚀剂，如聚乙烯醇-二铬酸钠(PVA-SDC)，是得不到这样的结果的。换句话说，采用常规的光致抗蚀剂，在红滤光膜17与曝光的光致抗蚀剂层13之间的粘结强度很高，以致于红滤光膜不能被显影。另一方面，在采用上述通式(1)表示的负光致抗蚀剂时，由于光致抗蚀剂层13曝光部位被充分硬化，在光致抗蚀剂层13与其上形成的红滤光膜17之间的粘结强度就低。因此，由于红滤光膜17与光致抗蚀剂层13之间的粘结强度低，显影时就脱除了曝光部位的红滤光膜17。但是，由于在未曝光部位的红滤光膜17与光致抗蚀剂层13之间的粘结强度高，其上的红滤光膜就未被脱除。
实施例1
取20克PVA-SbQ(S-13型由日本Toyo Gosei Kogyo Co.,Ltd.，公司生产的)，79克水和1克PES加以混合，得到一种光致抗蚀剂组合物，将其涂敷于已形成了黑底图象的屏板的整个表面上，构成一层光致抗蚀剂层。然后，用紫外射线通过遮光板照射用于绿及兰萤光屏的部位。接着再将通过混合100克水、0.195克一种表面活性剂(由Rohm and HaasCompany公司生产的OROTAN)、10克乙二醇、6克Fe2O3作为红颜料、1克PES和0.75克粘结剂(由E.I.DuPont.de Nemours and Company生产的Ludox AM)得到的红颜料组合物涂敷于所得的结构上，并进行干燥，构成红滤光膜覆盖在此光致抗蚀剂层的整个表面上。最后，用水作为显影剂进行显影，除去在绿及兰萤光屏图象部位上的滤光膜，于是构成了红滤光膜只覆盖在黑底图象及用于红萤光屏图象的部位上。
实施例2
除所得材料是通过对15克PVA-SbQ(H-13型由日本Toyo GoseiKogyo Co.,Ltd.，公司生产的)，84克水和1克PES进行混合得到的一种作为该光致抗蚀剂组合物材料，和通过混合100克水、0.195克一种表面活性剂(由Rohm and Haas Company公司生产的OROTAN)、6克Fe2O3作为红颜料、1.0克SLS、0.75克粘结剂(由E.I.DuPond de Nemoursand Company生产的Ludox AM)和0.32克PVA粘结剂进行混合得到一种作为该红颜料组合物的材料之外，其余均以与实施例1同样的方法构成一种只覆盖在黑底图象及用于红萤光屏图象部位上的红滤光膜。
实施例3
除按照于实施例2中所用同样的光致抗蚀剂，并通过混合100克水、0.195克一种表面活性剂(由Rohm and Haas Company公司生产的OROTAN)、6克Fe2O3作为红颜料和0.2克硅酸钾粘结剂用作红颜料组合物之外，其余均按实施例1所述相同的方法构成一种只覆盖在黑底图象及用于红萤光屏图象部位上的红滤光膜。但是，在此实施例中，显影过程是采用在高压5-6kg/cm2之下将水喷雾在该红滤光膜上的方法进行的。
如上所述，按照本发明此红滤光膜具有以下优点。
第一，由于形成红滤光膜的步骤数大大减少，加工线设备费用大为降低。
第二，由于未采用蚀刻剂，环境污染问题明显缓和。

Claims (4)

1、一种形成红滤光膜的方法，包括步骤：
将一种包括如下通式(1)表示的一种化合物(PVA-SbQ)的负光致抗蚀剂组合物涂敷于具有黑底图象的屏板上，形成一层光致抗蚀剂层，和对该光致抗蚀剂层上某预定部位进行曝光；和将一种红颜料组合物涂敷于此光致抗蚀剂层上，进行干燥，接着显影此所得的结构：
Figure A9811495500021
其中l∶m∶n为1.0-4.5∶70.0-98.0∶1.0-20.0。
2、按照权利要求1的方法，其中通式(1)表示的该化合物的聚合度为300-4000。
3、按照权利要求1的方法，其中负光致抗蚀剂组合物还包括一种相当于通式(1)表示的该化合物的0.5-1.0％(重)的表面活性剂。
4、按照权利要求3的方法，其中的表面活性剂是选自聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物和聚氧乙烯山梨聚糖单月桂酸酯。
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