CN1250544A - 具有屏蔽装置和收集装置的喷射舱 - Google Patents

Abstract

一种用于制造阴极射线管(CRT)的喷射舱(40),包括壳体(42),该壳体(42)具有侧壁(44),固定在侧壁(44)上用于封闭其一个端部的底板(46),和具有从其穿过的开口(50)的屏盘支持件(48)。屏盘支持件(48)固定在侧壁(44)的对面端部上。喷射舱(49)具有至少一个在其中的静电喷枪(36),该喷枪(36)用于喷射带电屏结构材料,使之穿过屏盘支持件(48)中的开口(50),并射到CRT(10)屏盘(12)的内表面上。喷射舱(40)包括设置在壳体(42)内并穿过屏盘支持件(48)中的开口(50)而延伸的主屏蔽组件(55)。副屏蔽组件(56)也设置在壳体(42)内。主屏蔽组件(55)和副屏蔽组件(56)分别将带电屏结构材料引向屏盘(12)内表面,由此提高喷枪(36)的输送效率。还使用收集盘(54)来捕获落到喷射舱(40)底部的余下的喷射物。盘(54)朝着将余下的材料引导到喷射舱(49)外的排放口(100)倾斜。

Description

具有屏蔽装置和收集装置的喷射舱

本发明涉及一种在用于阴极射线管的荧光屏的制造中所使用的喷射舱，特别是涉及一种在电子照相制屏(EPS)工艺中所使用的喷射舱。

                     发明背景

1996年9月10日颁发给P.Datta等人的US专利No.5554468披露了一种向预先淀积在CRT屏盘的内表面上的有机导电(OC)层静电喷射有机光电导(OPC)溶液的内容。静电喷枪产生OPC溶液液滴的气悬体(aerosol)，该液滴带负电且大小均匀，该气悬体被喷射-淀积到OC层上。静电喷射还被用于将荧光材料“固定”到OPC层上，这通过喷射使OPC层软化的合适溶剂的带负电液滴，由此允许荧光颗粒至少部分地变为被包裹在其中来实现。此外，在“固定”之后，静电喷射被用于使荧光屏“成膜”。成膜操作淀积了一种材料的合适的层或膜，所述材料将凹凸不平的荧光表面桥接起来，以提供平滑的表面，在该平滑表面上将淀积铝层。在这些应用的每一种中，静电喷射的缺点是，静电喷枪具有低的输送效率，一般小于20％，由此既增加了材料使用，也增加了淀积被喷射的材料所需的时间。输送效率定义为轰击到靶上的材料量除以发放的材料量，以百分比的形式表示。同时，带静电的气悬体液滴溅散在喷射系统的元件上造成屏盘上的疵点，滴在静电枪上，并喷溅到壁上和喷射舱的其它元件上。这些缺点造成产品上的瑕疵，并造成产量下降，因为需要额外的时间清洁喷射舱和喷枪。需要消除前述的缺点，从而减少被分散的材料的浪费，产生更少的荧光屏瑕疵和提高喷枪的输送效率。由于通过静电喷射而淀积的材料包括有机树脂和溶剂，因而还需要在喷射操作期间不断地收集和去除余下的材料。

                     发明概述

用于制造阴极射线管(CRT)的喷射舱包括在一个端部由底板封闭并在其对面的端部具有屏盘支持件的壳体，该屏盘支持件具有从其通过的开口。喷射舱至少具有一个在其中的静电喷枪，用于喷射带电的屏结构材料，使之穿过屏盘支持件的开口，并射到CRT屏盘的内表面上。该喷射舱包括设置在壳体中并穿过屏盘支持件中的开口而延伸的屏蔽装置。该屏蔽装置将带电屏结构材料引导到屏盘的内表面上，由此增大静电喷枪的输送效率。

                附图的简要描述

下面将借助附图对本发明进行更详细的描述，其中：

图1是根据本发明制造的彩色CRT的局部轴向剖切的平面图；

图2是图1的CRT的屏盘的横截面，示出了荧光屏组件；

图3是根据本发明的喷射舱的剖面图；

图4是在图3的圆圈4内的根据本发明的新颖的屏蔽装置的一部分的放大的剖面图；

图5是主屏蔽组件的第一部分的平面图；

图6是主屏蔽组件的第二部分的平面图；和

图7是本发明的副屏蔽组件的透视图。

               优选实施例的详细描述

图1示出了具有玻璃壳体11的彩色CRT 10，该玻璃壳体11包括由矩形锥体15连接起来的矩形屏盘12和管形颈部14。该锥体15具有与阳极钮16接触并延伸到颈部14的内部导电涂层(未示出)。屏盘12包括观看面板或基板18和周边凸缘或侧壁20，该侧壁20由玻璃料21密封到锥体15上。面板18的内表面上带有发光的三色荧光屏22。图2中示出的荧光屏22是包括许多荧光屏单元的线型荧光屏，所述荧光屏单元由发红、发绿和发蓝的荧光条R、G和B构成，所述荧光条R、G和B分别以颜色组或三个条的图象单元或三个一组的形式按周期顺序排列。这些条沿通常垂直于产生电子束的平面的方向延伸。在本实施例的正常观看位置上，荧光条沿垂直方向延伸。荧光条的各部分重叠了相对较薄的图2中所示的光吸收基体23，该基体23最好是由1971年1月26日颁发给Mayaud的US专利No.3558310中所述的“湿法”工艺形成的类型。在CRT中也可使用点型荧光屏。最好为铝制的薄导电层24覆盖荧光屏22，并提供用于向荧光屏施加均匀电位的装置以及用于反射由荧光单元发射的光使之穿过面板18的装置。荧光屏22和覆盖的铝层24构成荧光屏组件。多孔选色电极或荫罩25被用多个固定在侧壁20上的螺杆26以相隔预定间隔的方式可移动地安装到荧光屏组件上。

在图1中以虚线示意地示出的电子枪27在颈部14内对中安装，以产生三束电子束28，并引导三束电子束沿会聚路径穿过荫罩25中的孔到达荧光屏22。该电子枪为常规的，并可以是已有技术中的任何合适的枪。

阴极射线管10被设计成与诸如偏转线圈30之类的位于锥体-颈部结合区中的外部磁性偏转线圈一起使用。当通电时，偏转线圈30使三束电子束28受到磁场作用，使电子束在荧光屏22上按矩形光栅水平和垂直地扫描。偏转起始面(在零偏转处)由图1中的线P-P示出，位于偏转线圈30的中部附近。为简化起见，没有示出偏转区域中电子束偏转路径的实际曲线。

荧光屏22通过电子照相制屏(EPS)工艺制造。首先，象在现有技术中那样，通过用荷性溶液清洗、在水中漂洗、用缓冲氢氟酸腐蚀并再次用水漂洗来清洁屏盘12。然后给观看面板18的内表面提供光吸收基体23。

然后，用合适的易挥发有机导电材料均匀地涂覆其上具有基体23的面板18的内表面，以便形成有机导电(OC)层31，如图3和4所示，该有机导电(OC)层31给后面将描述的覆盖的易挥发有机光电导(OPC)层34提供电极。用于OC层32的合适材料包括在1994年12月6日颁发给Datta等人的US专利序号No.5370952中详述的某些季铵聚电解质。OC层32具有约1μm的厚度，并利用空气干燥。

通过用OPC溶液涂刷干燥的OC层32来形成OPC层34，该OPC溶液含有聚苯乙烯树脂；电子给体材料，如1，4-二(2，4-甲基苯基)-1，4二苯基丁三烯(2，4-DMPBT)；电子受体材料，如2，4，7-三硝基-9-芴酮(TNF)和2-乙基蒽醌(2-ethylanthroquinone)(2-EAQ)；表面活性剂，如硅氧烷U-7602；和溶剂的混合物，最好是甲苯和二甲苯。还可以向OPC溶液中添加增塑剂，如邻苯二甲酸二辛酯。表面活性剂可以由Union Carbide，Danbury，CT获得。借助于至少一个在图3中示意地示出的AEROBELL^TM静电喷枪36来涂覆下面也被称为屏结构材料的OPC溶液。为在8秒或更短的涂覆时间内向51cm屏盘上喷涂OPC溶液，最好用两个静电喷枪36，同时对于具有89cm到91cm范围内的尺寸的屏盘，最好用三个这种枪。优选的AEROBELL^TM型静电喷枪可由ITW Ransburg，Toledo，OH获得。静电喷枪36提供带负电的大小均匀的OPC溶液液滴，这些液滴被喷射-淀积到OC层32上。如图3和4所示，屏盘12的取向是使OC层32向下，朝着静电喷枪36。在静电喷射操作期间，借助一个金属螺杆26将OC层32接地，从而使带负电的OPC溶液液滴附着到电性更正的OC层32上。以距屏盘12的密封边缘约14cm的固定距离扫过面板18内表面的两个AEROBELL^TM喷枪(图4中只示出一个)的每一个的操作参数如下：空气轮机速度22000rpm；喷枪电压70-80kV；OPC容器(tank)压力2.8kgcm^-2；喷射-成形空气压力约0.7kgcm^-2。在这些静电喷射条件下，从枪36发放约25到40ml的OPC溶液。本OPC溶液的成分主要由下面物质构成：4.8到7.2wt.％之间的聚苯乙烯树脂；0.8到1.2wt.％之间的2，4-DMPBT，作为电子给体材料；约0.04到0.06wt.％的TNF和约0.12到0.36wt.％的2-EAQ，作为电子受体材料；约0.3wt.％的DOP，作为增塑剂；0.01wt.％的硅氧烷U-7602，作为表面活性剂；和包括甲苯和二甲苯的混合物的余量。OPC溶液中甲苯浓度在18到75wt.％范围内，而二甲苯浓度在75到18wt.％范围内。如果二甲苯浓度超过这一范围，OPC溶液将会太湿并且在干燥期间在屏盘上将下沉(sag)或者流动。本OPC溶液的总的固体含量在6到9wt.％范围内，但固体含量在7到8wt.％范围内最好。一般，在上述限制值内，随着溶液中诸如树脂和电子给体和受体材料之类的固体的浓度增加，溶液中二甲苯的浓度也应增加。通过调节喷射参数，可以将OPC层的厚度保持在5到6μm范围内。

图3和4中示出了一个静电喷射舱40。参看图3，喷射舱40包括一个具有四个侧壁44的大致矩形的壳体42。壳体的一端由固定到侧壁一个端部上的底板46封闭。具有从其穿过的开口50的绝缘屏盘支持件48固定到侧壁44的对面的端部上。在喷射舱40内设置至少一个静电喷枪36。喷射舱40包括设置在壳体42中的新颖的屏蔽装置52和收集装置54。

屏蔽装置52包括一个主屏蔽组件55和一个副屏蔽组件56。主屏蔽组件55包括部分地设置在壳体42中的第一部分57和穿过屏盘支持件48中的开口50而延伸的第二部分58。主屏蔽组件55包括一对第一屏蔽部件60和一对第二屏蔽部件70，在图5和6中分别示出了每一对中的一个。屏蔽部件60和70的每一个由绝缘材料如NYLON^TM制成，厚度约1.6mm。如图5所示，第一屏蔽部件的每一个60具有穿过屏盘支持件48中的开口50而延伸、并有从其穿过的两个螺纹孔64以便将其固定到屏盘支持件48上的短侧壁屏蔽部分62。直径约为19mm的大圆孔65穿过短侧壁屏蔽部分62而形成，以便容纳屏盘螺杆26之一。图4中所示绝缘材料如MYLAR^TM的柔性层(compiantlayer)66设置在孔65内，以便覆盖螺杆26，并使其与被喷射的材料隔离和防止飞弧。NYLON^TM和MYLAR^TM都可从E.I.DuPont，Co.(Wilmington，DE)获得。短侧壁屏蔽部分62的上部边缘67被作成拱形形状，并具有与屏盘12的混合半径的曲率相符合的半径。对于对角线尺寸为51cm的屏盘来说，上部边缘67的半径为约84.1cm。第一屏蔽部件60还包括设置在壳体42内并且长度l₁约为51.4cm的短内部部分68。短内部部分68的平面以相对于短侧壁屏蔽部分62的平面成约130°钝角而形成。如图6所示，第二屏蔽部件的每一个70具有穿过屏盘支持件48中的开口50而延伸的长侧壁屏蔽部分72，和便于将其固定到屏盘支持件上的从其穿过的三个螺纹孔74。短轴约19mm而长轴约29mm的大椭圆孔75穿过长侧壁屏蔽部分72而形成，以便容纳一个不同的屏盘螺杆26。椭圆孔75补偿螺杆26位置的变化。如前所述，绝缘材料如MYLAR^TM的薄柔性层设置在孔75内，以保护螺杆26。长侧壁屏蔽部分72的上部边缘76被作成拱形形状，并具有与屏盘12的混合半径的曲率相符合的半径。第二屏蔽部件70还包括设置在壳体42内并且长度l₂约为54cm的长内部部分78。长内部部分78的平面以相对于长侧壁屏蔽部分72的平面成约130°钝角而形成。

图7中所示的副屏蔽组件56包括一对相对地设置的支持部件80，一对紧固在支持部件80上的小屏蔽部件82和一对大屏蔽部件84。小屏蔽部件82和大屏蔽部件84通过螺钉85沿交接部87紧固在一起，并与垂直方向形成约55°的角δ。小屏蔽部件82的底板86和交接部87之间形成43°36’的内角θ₁。交接部87和大屏蔽部件84的底板88之间形成的互补内角为36°14’。由小屏蔽部件82和大屏蔽部件84形成的开口89沿长轴X的长度1约为50.4cm，沿短轴Y的宽度w约为42.5cm。小屏蔽部件82的底板86的长度l₃约为78.4cm，而大屏蔽部件84的底板88的长度l₄约为86.4cm。支持部件80通过固定物90紧固到两个相对设置的壳体42的侧壁44上。副屏蔽组件56部分地与主屏蔽组件55重叠，并通过绝缘隔板91与其相隔，如图3和4所示。

在静电喷射舱40中，如图3和4所示，静电喷枪36形成被沿流线92向着诸如屏盘12的内表面上的OC层这样的接地靶引导的带负电的气悬体颗粒的分散体。流线92由诸如静电喷枪36的输出这样的单个源产生。如图3所示，喷射物射出枪36时，流线92构成一个圆锥体93，它的几何形状通过两个竞争力而形成：向外的初始力即离心力，和由射出枪36的成形空气产生的向内的力。带电的气悬体颗粒之间的静电排斥力使圆锥体93的壁厚增大，该壁厚是距枪36的距离的函数。圆锥体93有由枪36和接地的OC层32之间的强电场提供的大体垂直的力矢量。在圆锥体93的任意部分分别接近主屏蔽组件55和副屏蔽组件56时，这些屏蔽组件起聚焦器件的作用。此外，动量守恒要求偏离靶的流线92，即那些没有直接向着屏盘12上的OC层传输的流线被分成两组，它们平行于屏蔽件，并彼此相反地传输。即，流线92的一组被向屏蔽组件上方引导，而流线92的另一组被向屏蔽组件下方引导。如果一束平行的流线92的总体积流量为Q，则可应用下列公式，假设没有吸附作用：

Q＝Q_up+Q_down    (1)

Q_up和Q_down为沿屏蔽组件55和56向上和向下的体积流量。作为例子，图4中所示的一个流线92以入射角φ入射到主屏蔽组件55上。对于本喷射舱，体积流量由下列关系式表示：

Q_up＝(Q/2)(1+sinφ)    (2)

Q_down＝(Q/2)(1-sinφ)    (3)

其中φ是入射角，如图4所示。

由公式(2)和(3)明显看出：

Q_up＞Q_down    (4)

这样，在偏离靶的流线92入射到主屏蔽组件55上后，被向上引导的流线Q_up将被朝着屏盘12上的接地OC层32引导，由此通过将更多偏离靶的材料向着屏盘12而不是沿方向Q_down远离屏盘而引导，提高了喷枪36的输送效率。在没有屏蔽装置52时，偏离靶的流线92将轰击在屏盘支持件48的下表面上。在那样的场合，动量平衡将不是有利的，因为流线92的圆锥体93和屏盘支持件48的下表面之间的角度将为锐角。在这种情况下，由于被远离屏盘12上的OC层32引导的比向着该OC层32引导的偏离靶的材料更多，因而输送效率将不会提高。

再参看图3，位于壳体42的底板46附近的收集装置，如收集盘54向排放口100倾斜，该排放口100直接传入未示出的焚烧炉，该焚烧炉将来自喷枪36的余下的易挥发成分焚烧。收集盘54或者由NYLON^TM制成，或者由耐被喷射的材料中的溶剂和有机树脂的聚乙烯制成。收集盘54的倾斜使得能够连续地排放被收集在其中的余下的喷射材料，由此防止余下的材料聚积和喷射舱的烟尘发散。尽管已借助OPC喷射舱40的实施例描述了本发明，但同样的屏蔽装置52也可用于用于固定和成膜的静电喷射舱中。

Claims (7)

1.一种用于制造阴极射线管(CRT)10的喷射舱40，包括壳体42，该壳体42具有壁部分44，固定到所述壁部分上用于封闭其一个端部的底板46，和屏盘支持件48，该屏盘支持件48具有从其穿过的开口50，并固定到所述壁部分的一个对面的端部上，所述喷射舱40具有至少一个在其中的静电喷枪36，该静电喷枪36用于喷射带电的屏结构材料，使之穿过所述屏盘支持件48中的所述开口50，射到所述CRT10的屏盘12的内表面上，屏蔽装置55、56设置在所述壳体42内，并穿过所述屏盘支持件48中的所述开口50而延伸，用于朝着所述屏盘12的所述内表面方向引导所述带电屏结构材料，由此提高所述静电喷枪36的输送效率。

2.如权利要求1的喷射舱40，其特征在于，还包括在所述壳体42的所述底板46附近的收集装置54，用于连续地收集和除去来自所述壳体的余下的屏结构材料。

3.一种用于制造阴极射线管(CRT)10的喷射舱40，包括一个大致矩形的壳体42，该壳体42具有四个侧壁44，固定到所述侧壁44上用于封闭其一个端部的底板46，和屏盘支持件48，该屏盘支持件48具有从其穿过的开口50，固定到所述侧壁44的一个对面的端部上，所述喷射舱40具有至少一个在其中的静电喷枪36，该静电喷枪36用于将带电的屏结构材料喷射到所述CRT10的屏盘12的内表面上，屏蔽装置设置在所述壳体42内，并穿过所述屏盘支持件48中的开口50而延伸，用于朝着所述屏盘12的所述内表面方向引导所述带电屏结构材料，由此提高来自所述静电喷枪36的所述屏结构材料的输送效率，所述屏蔽装置包括：

主屏蔽组件55，具有部分地设置在所述壳体42内的第一部分57，和穿过所述屏盘支持件48中的所述开口50而延伸以便隔离所述屏盘12的所述侧壁20的第二部分58；和

所述壳体42内的副屏蔽组件56，所述副屏蔽组件56至少部分地覆盖所述主屏蔽组件55的所述第一部分57。

4.如权利要求3的喷射舱40，其特征在于，所述主屏蔽组件55包括一对第一屏蔽部件60和一对第二屏蔽部件70，所述第一屏蔽部件60的每一个具有穿过所述屏盘支持件48中的所述开口50而延伸的短侧壁屏蔽部分62，和设置在所述壳体42内的短内部部分68，第二屏蔽部件70的每一个具有穿过所述屏盘支持件48中的所述开口50而延伸的长侧壁屏蔽部分72，和设置在所述壳体42内的长内部部分78。

5.如权利要求4的喷射舱，其特征在于，所述第一屏蔽部件60的每个短侧壁屏蔽部分62和所述第二屏蔽部件70的每个长侧壁屏蔽部分72具有从其穿过的容纳屏盘螺杆的开口65、75。

6.如权利要求3的喷射舱40，其特征在于，所述副屏蔽组件56包括：

一对相对地设置的支持部件80，

一对紧固到所述支持部件80上的小屏蔽部件82，和

一对紧固到所述小屏蔽部件82上的大屏蔽部件84。

7.如权利要求6的喷射舱40，其特征在于，所述一对相对地设置的支持部件80紧固到所述壳体42的两个相对地设置的侧壁44上。

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