CN1276087A - 显影电荷潜象的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用显影器(40)显影形成于感光器(36)上的静电电荷潜象的方法,其中感光器(36)配置在CRT(10)的屏盘(12)内表面上,显影器(40)包括具有用底端(44)和另一端用屏盘支架(46)封闭的侧壁(50)。通过屏盘支架(46)形成开口(48),以提供对屏盘(12)的访问和支撑。板形栅极(74)配置在所述屏盘(12)的所述内表面附近和在第一电位下操作以控制来自电荷潜象的电场。槽形栅极(56)配置在所述显影器(40)内并与侧壁(50)、底部(44)和板形栅极(74)间隔开。摩擦电枪(84)配置在显影器(40)内,用于将预定电荷极性赋予给屏结构材料和将充电的屏结构材料分布于电荷潜象上。静电计(66)和荧光粉淀积监视器(90)监视充电屏结构材料在电荷潜象上的淀积;和在已淀积足够材料时控制器(68)终止充电屏结构材料的淀积。槽形栅极(56)在与板形栅极(74)上的电位不同的电位下操作,以便槽形栅极(56)控制显影器(40)内的静电力。

Description

显影电荷潜象的方法

本发明涉及在配置于阴极射线管(CRT)面板内表面的感光器上显影电荷潜象的方法，特别涉及操作槽形(tank)栅极以控制显示装置内的静电力的方法。

                  发明的背景

在1995年12月19日授予G.H.N.Riddle等人的美国专利5477285中披露了一种装置，该装置利用摩擦充电颗粒显影在配置于例如阴极射线管(CRT)等显示器观看面板内表面的感光器上的电荷潜象。在该显影装置的第一实施例中，公开了一种具有绝缘侧壁和绝缘屏盘支架的显影室。在显影室中配置将充电的屏结构材料射向配置于CRT屏盘内表面的感光器上的摩擦电枪(triboelectric gun)。该显影室的缺点是静电充电的屏结构材料在绝缘侧壁上产生电荷累积。不能很好地控制来自侧壁的静电力并且该静电力随电荷改变而改变。例如，当清洁显影室以从侧壁去除多余的屏结构材料时，静电荷减少。当湿度改变时静电力也改变。在被测的操作的显影室的静电场中记录有500-5000伏的变化量。在上述美国专利5477285中所述的显影室的另一个实施例中，包括侧壁和底部的导电材料的内腔室配置于显影室内。导电的内腔室是电浮动的并吸引在室内因摩擦电枪产生的粉末云团中多余的屏结构材料，从而防止室内空间电荷的累积和室壁上的高静电电位。可是，已确定屏结构材料以聚集颗粒的“雪堤(snow banks)”形式累积在内腔室导电侧壁上，如果从侧壁移除颗粒，那么将会在屏上引起大的聚集颗粒。因此，期望寻找现有显影装置的缺点并消除这些缺点。

                      发明概述

按照本发明，公开一种显影形成于感光器上的静电电荷潜象的方法，其中该感光器配置在CRT的屏盘内表面上。该方法使用显影器槽，该槽包括一端用底部封闭和另一端用具有开口的屏盘支架封闭的侧壁，通过该开口提供对屏盘的访问。板形(panel)栅极配置在屏盘内表面附近并且在第一电位下操作以控制来自电荷潜象的电场。槽形栅极配置在显影器槽内并与侧壁、底部和板形栅极间隔开。摩擦电枪组件配置在显影器槽内，用于将预定电荷极性赋予给屏结构材料和将充电的屏结构材料分布于电荷潜象上。提供用于监视充电屏结构材料在电荷潜象上的淀积的装置和终止充电的屏结构材料的淀积的装置。本发明的新颖性在于在与板形栅极电位不同的电位下操作槽形栅极，以便槽形栅极控制显影器槽内的静电力。

                   附图的简要说明

附图中：

图1是按照本发明方法的彩色CRT的局部轴向剖切的平面图；

图2是在制造工艺的一个步骤期间其内表面上有矩阵的CRT屏盘的剖面图；

图3是图1中所示管子的已完成的屏组件的剖面图；

图4是表示在制造工艺的另一个步骤期间覆盖在矩阵上的感光器的CRT屏盘的剖面图；

图5是本发明方法使用的显影装置的正视图。

               最佳实施例的详细说明

图1表示具有玻壳11的彩色CRT 10，玻壳11包括矩形屏盘12和通过矩形锥体15连接的管状颈部14。锥体15有接触阳极钮16并延伸进颈部14的内导电涂层(未示出)。屏盘12包括观看面板17和用玻璃熔料19密封到锥体15上的周边凸缘或侧壁18。如图2所示，具有多个开口21的较薄的光吸收矩阵20配置于观看面板17的内表面上。发光的三色荧光屏22配置于面板17的内表面并覆盖在矩阵20上。如图3所示，屏22优选为条形荧光屏，该荧光屏包括由发红色、蓝色和绿色光的荧光粉条R、B和G构成的大量屏元件，这些荧光粉条在矩阵开口21的不同开口中对中并以三个条或三元组的颜色组或图象元按循环顺序排布。这些条在通常垂直于电子束产生平面的方向上延伸。在实施例的正常观看位置来看，荧光粉条沿垂直方向延伸。最好，部分荧光粉条叠置于围绕开口21的光吸收矩阵20的至少一部分上。另外，也可使用点状荧光屏。优选为铝的薄导电层24覆盖在荧光屏22上，提供对荧光屏施加均匀电位和反射从荧光粉元件发射的光使其通过面板17射出的装置。荧光屏22和覆盖的铝层24构成屏组件。再见图1，利用常规装置，按相对于屏组件的预定间隔，可折卸地安装例如荫罩或聚焦罩之类的多孔选色极25。选色极25可折卸地固定于嵌入屏盘12侧壁18中的多个销钉26上。

用虚线示意性表示的电子枪27对中地安装于颈部14内，产生和引导三束电子束28沿会聚路径通过选色极25中的开口到达荧光屏22。电子枪是常规的并可以是任何适用的本领域公知的电子枪。

管子10设计成在带有位于锥体与颈部接合区域的例如偏转线圈30之类的外磁偏转线圈的情况下使用。当被激励时，偏转线圈30使三束电子束28受到磁场作用，该磁场使电子束在荧光屏22上按矩形光栅水平和垂直地扫描。图1中用大约在偏转线圈30中间的线P-P表示偏转的初始平面(零偏转)。为了简化，未示出在偏转区域中偏转的电子束路径的实际曲率。

用在1990年5月1日授予Datta等人的美国专利4921767中披露的电子照相制屏(EPS)工艺制造荧光屏22。正如现有技术那样，首先，通过用苛性碱溶液清洗，用水冲清，用缓冲氢氟酸腐蚀和再次用水冲洗，来清洗屏盘1。然后，优选地使用在1971年1月26日授予Mayaud等人的美国专利3558310中所述的常规湿式矩阵工艺，在观看面板17的内表面上设置光吸收矩阵20。在该湿式矩阵工艺中，例如通过旋涂，将适当的光刻胶溶液涂敷于该内表面上并使该溶液干燥，于是形成光刻胶层。接着，将选色极25插入屏盘12中，将该屏盘放置于三位一体(three-in-one)的曝光台(未示出)上，使光刻胶层对从通过选色极中的开口投射光的光源发射的光化性辐射曝光。用定位成模仿来自三个电子枪的电子束轨迹的光源，重复两次以上曝光。光选择地改变光刻胶层被曝光区域的可溶度。在第三次曝光之后，从曝光台取出屏盘和从屏盘上取出选色极。用水显影光刻胶层，去除其高可溶性的区域，由此露出下面的观看面板内表面，和完整无缺地保留光刻胶层的低可溶性的曝光区域。然后，将光吸收材料的适当溶液均匀地设置于屏盘内表面上，以覆盖观看面板的露出部分和保留的低可溶性的光刻胶层区域。干燥光吸收材料层和使用可溶解和去除光刻胶层的保留部分和覆盖的光吸收材料的适当溶液显影，在粘附于观看面板内表面的矩阵20中形成开口21。对于具有对角线尺寸为51cm(20英寸)的屏盘12来说，形成于矩阵20中的开口21的宽度约为0.13至0.18mm，不透明的矩阵条的宽度约为0.1至0.15mm。然后用未示出的可挥发的有机导电(OC)材料的适当层涂敷其上有矩阵20的观看面板17的内表面，这提供用于也未示出的覆盖在上的可挥发的有机光电导(OPC)层的电极。组合的OC层和OPC层构成如图4所示的感光器36。

用于OC层的适当材料包括在1994年12月6日授予P.Datta等人的美国专利5370952中所述的某些季胺聚合电解质。优选地，用包含聚苯乙烯；给电子材料，例如1，4-二(2，4-甲苯基)-1，4-二甲基丁三烯(2，4-DMPBT)；电子受体材料，例如2，4，7-三硝基-9-芴酮(TNF)和2-乙基蒽醌(ethylanthroquinone)(2-EAQ)；和适当溶剂，例如甲苯、二甲苯或甲苯与二甲苯的混合物的溶液涂敷OC层来形成OPC层；也可将例如硅氧烷U-7602的表面活性剂和例如邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的增塑剂添加到该溶液中。表面活性剂U-7602可从Union Carbide，Danbury，CT.获得。使用电晕放电装置(未示出)使感光器36均匀地充静电，但该装置公开于1996年5月21日授予Wilbur等人的美国专利5519217中，该装置使感光器36充电到大约+200至+700伏范围内的电压。然后将选色极25插入屏盘12中，将该屏盘放置于曝光台(未示出)上，使感光器36的充正电的OPC层对通过选色极25的来自曝光台内的氙闪光灯或例如汞弧光灯等其它足够强度的光源的光曝光。通过选色极25中的小孔的光以与来自管子电子枪的电子束中的一束相同的角度，对感光器36上的被照射区域放电，形成电荷潜象(未示出)。从屏盘12取出选色极25和将屏盘放置于第一荧光粉显影器40上，例如图5中所示。

显影器40包括具有底端44和顶端或屏盘支架46的显影室42。屏盘支架46优选地由绝缘材料构成并包括其尺寸稍小于从其通过的CRT屏盘12时的开口48。屏盘12支撑在屏盘支架46上。显影室42还包括在底端44与屏盘支架46之间延伸的外侧壁50。导电内侧壁52与外侧壁50分隔开并从导电内底端54延伸到与屏盘支架46相邻的平面A-A。导电内侧壁52和底端54构成连接到高压电源55的槽形栅极56，槽形栅极56偏置至少2kv的电位，但在3-15kv的范围内更好，以排斥室42中的荧光粉颗粒的充正电荷的云团和提供对云团的控制。位于室42上边缘且在外侧壁50与内侧壁52之间的间隙57提供去除多余荧光粉颗粒的路径，这些多余荧光粉颗粒是未淀积于在感光器36上形成的电荷潜象上的荧光粉颗粒。排气口58连接到泵(未示出)上以从显影器40去除多余的荧光粉颗粒。

配置例如销钉接触弹簧之类的电接触器60，以接触嵌入屏盘12的侧壁18中的销钉26之一。利用接触通路(未示出)，感光器36的导电涂层与销钉26电连接。在1992年10月20日授予Wetzel等人的美国专利5156770中披露了接触通路。电接触器60与电容器64连接并通过电容器64接地，电容器64有与淀积于感光器36的电荷潜象上的摩擦充电荧光粉颗粒的电荷成比例的电压。电容器64上的电压用静电计66监视并与控制器68连接，控制器68被编程，当该电压达到相应于要求的荧光粉厚度的预定值时终止荧光粉的淀积。在每一显影周期之前，在控制器68的作用下，使电容器64的电压通过接触器70对地放电。高压电源72与板形栅极74连接，以控制在形成于感光器36上的电荷潜象附近的电场。在1992年3月3日授予Datta等人的美国专利5093217中披露了板形栅极74的结构和功能。栅极74正偏置在约2至3kv并具有与淀积于电荷潜象上的摩擦充电荧光粉颗粒的极性相同的极性。

三种发光颜色的荧光粉中的每一种都要求单独的显影器40，以防止在使用单个显影器和将不同发光颜色的荧光粉材料送入公用室中的情况下将会出现的交叉污染。在显影室42外部是包括干荧光粉颗粒供给源的荧光粉储存器76。

在显影操作期间，荧光粉颗粒从储存器76传送到文氏管(venturi)室78中，然后用适量的空气与荧光粉颗粒混合。通过打开由控制器68控制的阀80完成空气供给的启动。用压力调节器82设置空气压力。并通过摩擦电枪84将荧光粉颗粒运送到室42中，在摩擦电枪84中荧光粉颗粒摩擦充正电并射向感光器36上的电荷潜象。充正电的第一种发光颜色的荧光粉颗粒被感光器36上的充正电的区域排斥并淀积在用现有技术中称为“反转(reversal)”的显影工艺放电的区域上。在反转显影中，屏结构材料的摩擦充电颗粒被感光器36的相同类型充电区域排斥并淀积在其放电区域上。第一种发光颜色的荧光粉的荧光粉条淀积于矩阵20的所选开口21中，按一定宽度和高度从开口21中心到周围矩阵边缘构成。当完成淀积时，需要荧光粉条稍大于光吸收矩阵20中开口21的尺寸，如图3所示，以完成各开口的填充和稍稍覆盖开口周围的光吸收矩阵。

参照图5，荧光粉淀积监视器(PDM)装置90包括支架组件，该支架组件具有安装于显影器40的支架表面46上且与开口48相邻的一对侧轨92和93。侧轨92和93间隔足够的距离，以允许屏盘12设置于支架表面46上而不受侧轨干扰。仅示出其中之一的第一对交叉轨道94可滑行地附着于侧轨92和93上并支撑可滑行地附着于交叉轨道94上的第一成象装置96。第二成象装置99也可滑行地附着于交叉轨道94上。在观看面板17上约15cm(9英寸)处安装成象装置96和99。各成象装置96和99沿x-y平面可移动并可倾斜到大体平行于观看面板17的曲率。成象装置96和99可设置在观看面板17上的任何位置并提供监视荧光屏结构材料的淀积的可视装置。在1996年10月9日由Roberts，Jr。等人提交的共同拥有的同时待审的序列号为728010的美国专利申请中披露了该PDM装置90。

在本工艺中，施加给充电荧光粉云团的电位受槽形栅极56和板形栅极74的电位控制。槽形栅极电压可在3-15kv的范围内调节，以控制显影室42中的静电力，从而使显影工艺最佳和使粉末云团中的荧光粉流量(flux)均匀。

槽形栅极56的另一个优点在于，可利用它通过“反转”偏置两个栅极，即用负电压偏置栅极56和74，从板形栅极去除累积的荧光粉，以便荧光粉颗粒可从板形栅极74抽入显影器槽40中，从槽40中通过排气口58除去。

尽管已描述了荧光粉显影器的实施例，但还可利用本发明进行悬浮微粒的静电喷射，该微粒是例如喷射到淀积EPS的荧光屏上的固定材料，以改善荧光粉与在下面的感光器的粘结性和使薄膜平面化，例如包括淀积于矩阵层上的光电导体的层。

Claims (4)

1.一种显影方法，使用显影装置40，用适当的摩擦充电的干粉状屏结构材料，对形成在感光器36上的静电潜象进行显影，其中感光器36配置在CRT 10的屏盘12内表面上，所述显影装置40包括：

显影室42，具有一端用底部44封闭，另一端用具有开口48的屏盘支架46封闭的侧壁50，通过开口48提供对所述屏盘12的访问；

板形栅极74，在所述屏盘12的所述内表面附近；

槽形栅极56，配置在所述显影室42中并且与所述侧壁50、所述底部44和所述板形栅极74间隔开；

摩擦电枪84，用于将预定电荷极性赋予给所述屏结构材料和将所述充电屏结构材料分布于所述电荷潜象上；

装置66、90，用于监视所述充电屏结构材料在所述电荷潜象上的淀积；和

装置68，用于终止所述充电屏结构材料的淀积，其中所述方法包括下列步骤：

在第一电位下操作所述板形栅极74，以控制来自所述电荷潜象的电场；和

在与所述第一电位不同的第二电位下操作所述槽形栅极56，以控制所述显影器槽内的静电力。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二电位大于所述第一电位。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一电位约为2kv。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述第二电位在约3至15kv的范围内。

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