CS277481B6

CS277481B6 - Phosphorus particles for color cathode-ray tube screens and process for producing thereof

Info

Publication number: CS277481B6
Application number: CS897156A
Authority: CS
Inventors: Pabitra Datta; Ronald Norman Friel; Robert Paul Thompson
Original assignee: Rca Licensing Corp
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1993-03-17
Also published as: JPH0855585A; JP2711439B2; DE68908377T2; EP0375229A2; JP2528720B2; JPH02283790A; DD290435A5; CN1045841C; CN1081019A; DE68908377D1; CA2003752A1; CA2003752C; KR0183966B1; KR900010862A; RU2032959C1; CN1043825A; PL161607B1; CN1026930C; EP0375229B1; EP0375229A3

Description

Vynález se týká fosforových částic pro stínítka barevných obrazovek a způsobu jejich výroby.

Konvenční obrazovka typu se stínící maskou obsahuje odčerpanou obálku, v níž je umístěno stínítko obsahující matici fosforových prvků tří různých emisních barev uspořádaných v cyklickém pořádku, prostředek pro vytváření tří konvergentních elektronových svazků nasměrovaných ke stínítku a soustavu pro selekci barev či stínící masku, obsahující tenký mnohaotvorový plech přesně umístěný mezi stínítkem a prostředkem pro vytváření elektronového svazku. Otvory opatřený plech stíní stínítko a rozdíly v konvergenčních úhlech umožňují prošlým částem každého elektronového svazku selektivně budit fosforové prvky požadované emisní barvy. Matice světlo absorbujícího materiálu obklopuje fosforové prvky.

V jednom známém procesu pro vytváření každé matice fosforových prvků na pozorovacím stínítku obrazovky je vnitřní povrch čelní desky pokryt řídkou kaší fotosenzitivního pojidla a fosforovými . částečkami uzpůsobenými pro emisi světla jedné ze tří emisních barev. Řídká kašička je usušena pro vytvoření povrchu a světelné ' pole je promítáno ze zdroje přes otvory ve stínící masce a na vysušený povlak tak, že maska pracuje jako fotografická matrice. Exponovaný povlak je následně vyvolán pro vytváření první barvu emitujících fosforových prvků. Proces se opakuje pro fosforové prvky emitující druhou a třetí barvu za použití téže stínící masky, ale při přemístění světelného zdroje pro každou expozici. Každá poloha světelného zdroje aproximuje konvergenční úhel jednoho z elektronových svazků, který budí příslušné barvu emitující fosforové prvky. Podrobnější popis procesu podle doposud známého stavu techniky, který je znám jako fotolitografický vlhký proces, může být nalezen v americkém patentovém spise č. 2 625 734 vydaném HB Lawovi 20. ledna 1953.

Nevýhodou výše popsaného vlhkého procesu je, že tento proces není schopen splnit vysoké požadavky na rozlišení následující generace přístrojů zábavné elektroniky a dokonce ještě vyšší požadavky na rozlišení pro monitory, pracovní stanice a aplikace vyžadující barevný alfanumerický text. Navíc vlhký fotolitografický proces včetně výroby matrice vyžaduje 182 hlavních procesních kroků, dále vyžaduje rozsáhlé instalace a použití čisté vody a vyžaduje i odsávání odpadového fosforu a jeho regeneraci a používá velká množství elektrické energie pro exponování a sušení fosforových materiálů.

Americký patentový spis č. 3 475 161, vydaný H.G. Langemu 28. října 1969, popisuje proces pro elektrofotografické stínění barevné obrazovky. Vnitřní povrch čelní desky obrazovky je pokryt vypařitelným vodivým materiálem a pak překryt vrstvou vypařitelného fotovodivého materiálu. Fotovodivá vrstva je pak jednolitě nabita, selektivně exponována světlem přes stínící masku pro vytvoření latentního nabitého obrazu a vyvolána za použití tekutého nosiče o vysoké molekulární váze v suspenzi, množství fosforových částeček dané emisní barvy, které jsou selektivně umístěny na vhodně nabité oblasti fotovodivé vrstvy pro vyvolání latentního obrazu. Nabíjecí, expoziční a depoziční proces je opakován pro každý ze tří barvu emitujících fosforů, to jest zelený, modrý a červený, uspořádaných na stínítku. Zlepšení v elektrofotografickém stínění je popsáno v americkém patentovém spise 4 448 866 vydaném H.G. Olieslagersovi a spol. 15. května 1984. V tomto patentovaném procesu se má adheze fosforových částeček zvýšit jednolitou expozicí částí fotovodivé vrstvy, ležících mezi sousedí čími ..oblastmi nanesených vzorů fosforových částic světlem, a to po každém nanášecím kroku, pro snížení nebo vybití jakéhokoliv zbytkového náboje a pro umožnění jednotnějšího znovunabití fotovodiče pro následná nanášení. Poněvadž poslední dva patenty popisují elektrofotografický proces, to jest v podstatě vlhký proces, mnoho z nevýhod, které byly popsány výše vzhledem k vlhkému fotolitografickému procesu podle amerického patentu č. 2 625 734 se týkají také vlhkého elektrofotografického procesu.

Americké patentové přihlášky č. 287 356 a 287 357 , podané P. Dattou a spol. 21. prosince 1988 případně popisují zlepšený proces výroby stínítka obrazovky za použití suchých práškových, třením elektricky nabitých materiálů stínítka a povrchově ošetřených nosných kuliček opatřených spojovacím činidlem pro řízení polarity a velikosti předaného náboje. Bylo zjištěno, že zatímco pozorovací stínítko obrazovky může být vyrobeno elektrofotograficky, povrchové ošetření fosforových částic zvyšuje třením vzniklý elektrický náboj na fosforových částicích a tím způsobují, že ke každé nosné kuličce může být přitaženo větší množství fosforových částic. Toto zlepšuje účinnost suchého elektrofotograf ického procesu a zvyšuje asi dvakrát až devětkrát hmotnost stínítka pro stínítka vyráběná za použití povrchově ošetřených fosforů,

Nevýhody dosavadního stavu techniky odstraňují fosforové částice pro stínítka barevných obrazovek ve formě suchých práškových fosforových částic, emitujících světlo v dané části viditelného spektra, ve vrstvě obsažené v elektrofotograficky vyrobeném pozorovacím stínítku podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že připravené fosforové částice jsou potaženy povrchový náboj řídicím polymerickým materiálem, zvoleným ze skupiny, sestávající z želatiny, polyetyloxazolinu, polyamidu, polyvinylpyridinu, polybutylmetylmetakrylátu, polyvinyl alkoholu, polyisobutylmetakrylátu, polytrifluoretylmetakrylátu a nitrocelulózy.

Nevýhody dosavadního stavu techniky odstraňuje rovněž způsob výroby fosforových částic pro stínítka barevných obrazovek podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se nejdříve rozpustí vhodné množství polymerického pojícího činidla, vybraného ze skupiny sestávající z želatiny, polyamidu, polyetyloxazolinu, polyvinylpyridinu, polybutylmetylmetakrylátu, polyvinyl alkoholu, polyisobutylmetakrylátu, polytriflouretylmetakrylátu a nitrocelulózy ve vhodném rozpouštědle pro vytvoření potahovací směsi, pak se fosforové částice povrchově ošetří přidáním fosforových částic do potahovací směsi pro zajištění jejich potažení pojícím činidlem, načež se povrchově ošetřené fosforové částice vysuší.

S výhodou je vhodné množství pojícího činidla 0,5 až 5,0 hmotnostních procent...

Dále se s výhodou polyamid rozpustí v isopropanolu, polyetyloxazolin v metanolu, polybutylmetylmetakrylát v tetrahydrofuranu, polyvinylpyridin v chloroformu, polyvinyl . alkohol v objemově desetiprocentním vodném roztoku isopropanolu, polytrifluoretylmetakrylát ve freonu a nitrocelulóza v metanolu.

Rozpouštění polymerického pojícího činidla výhodně zahrnuje vytvoření vodní suspenze fosforových částic, přípravu 1 až 1,1 hmotnostních procent vodního želatinového roztoku a zahřátí tohoto želatinového roztoku na teplotu 38 °C a dále povrchové ošetření fosforových částic s výhodou zahrnuje přidání želatinového roztoku do vodní suspenze fosforových částic pro vytvoření směsi, míchání této směsi po dobu 30 minut pro povrchové ošetření fosforových částic, usazení a dekantaci směsi pro vyjmutí želatinou ošetřených fosforových částic, dále mytí želatinou ošetřených fosforových částic, a dále sušení s výhodou zahrnuje sušení želatinou ošetřených fosforových částic při narůstající teplotě.

Po usazení dekantaci směsi s výhodou následuje pigmentace želatinou ošetřených fosforových částic, po které následuje mytí a sušení, kdy se želatinou ošetřené fosforové částice znovu suspendují v deionizované vodě, potom se připraví 0,25 hmotnostních procent vodní pigmentová suspenze, kde pigmenty jsou vybrány ze skupiny, skládájící se z hlinitan kobaltu a kysličníku železa, načež se tato pigmentová suspenze přidá do vodní suspenze želatinou ošetřených fosforových částic pro vytvoření směsi, která se míchá a následně usazuje a dekantuje pro vyjmutí pigmentovanou želatinou ošetřených fosforových částic, které se potom myjí a suší při vzrůstající teplotě.

Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je pohled, částečně v axiálním řezu, na barevnou obrazovku vyrobenou podle vynálezu, na obr. 2 je řez stínítkem obrazovky a obr. 1 a obr. 3a až 3c znázorňují různé kroky výrobního postupu obrazovky znázorněné na obr. 1.

Obrázek 1 znázorňuje barevnou obrazovku 10, mající skleněnou obálku 11, obsahující pravoúhlý čelní panel 12 a válcovité hrdlo 14, propojené pravoúhlou nálevkou 15. Nálevka 15 má vnitřní vodivý povlak, který není znázorněn a který se dotýká anodového knoflíku 16 a je protažen do hrdla 14. Panel 12 obsahuje podložku či pozorovací čelní desku 18 a obvodovou přírubu či boční stěnu 20, která je přiletována k nálevce 15 skleněnou fritou 21. Tříbarevné fosforové stínítko 22 je uloženo na vnitřní ploše čelní desky 18. Stínítko 22, znázorněné na obr. 2, je s výhodou čárové stínítko, které zahrnuje soustavu stínítkových prvků sestavených z fosforových pásků R, G, B, emitujících červenou, zelenou, modrou barvu, které jsou uspořádány· v barevných skupinách nebo obrazových prvcích do tří pruhů nebo triád v cyklickém pořádku a táhnou se ve směru, který je obecně kolmý k rovině, v níž jsou generovány elektronové svazky. V normální pozorovací poloze pro toto příkladné provedení se fosforové pásky táhnou ve vertikálním směru. Fosforové pásky jsou s výhodou od sebe odděleny světlo absorbujícím matricovým materiálem 23, jak je v oboru známo. Alternativně může být stínítko i bodovým stínítkem. Tenká vodivá vrstva 24, s výhodou z hliníku, překrývá stínítko 22 a zajištuje prostředek pro přiložení jednotného potenciálu ke stínítku stejně jako odrážející světlo emitované z fosforových prvků přes čelní desku 18. Stínítko 22 a překrývající hliníkovodivá vrstva 24 tvoří sestavu stínítka.

Opět podle obr.1 mnohaotvorová elektroda selekce barev či stínící maska 25 je odstranitelně připevněna běžnými prostředky v předem stanoveném prostorovém vztahu k sestavě stínítka. Elektronová tryska 26, znázorněná schematicky čárkovaně na obr. 1, je centrálně upevněna v hrdle 14 pro generování a směrování tří elektronových svazků 28 podél konvergentních drah přes otvory v masce 25 na stínítko 22. Elektronová tryska 26 může například obsahovat bipotenciální elektronovou trysku typu popsaného v americkém patentu č. 4 620 133 vydaného Morrelovi a spol. 28. října 1986 nebo jakoukoliv jinou vhodnou elektronovou trysku.

Obrazovka 10 je konstruována pro použití s vnějším magnetickým vychylovacím jhem, jako je jho 30 umístěné v oblasti spojení nálevky 15 s hrdlem 14. Když je aktivováno jho 3.0, působí na tři elektronové svazky 28 magnetickými poli, které způsobují, že elektronové svazky 28 rastrují horizontálně a vertikálně v pravoúhlém rastru na stínítku 22. Počáteční rovina vychýlení, to jest při nulovém vychýlení, je znázorněna čarou P a P na obr. 1 asi uprostřed jha 30,. Pro jednoduchost nejsou skutečná zakřivení drah vychýlených elektronových svazků ve vychylovaci oblasti znázorněna.

Stínítko 22 je vyrobeno novým elektrofotografickým procesem, který je schematicky znázorněn na obr. 3a až 3e a popsán ve výše zmíněné americké patentové přihlášce č. 287 356. Na počátku je panel 12 omýván žíravým roztokem, opláchnut vodou, leptán ústrojným roztokem kyseliny fluorovodíkové a opláchnut opět vodou, jak je známo v oboru. Vnitřní povrch pozorovací čelní desky 18 je pak pokryt vrstvou 32 elektricky vodivého materiálu, která zajišťuje elektrodu pro ji překrývající fotovodivou vrstvu 34.

Vodivá vrstva 32 je pokryta fotovodivou vrstvou 34 obsahující odpařitelný organický polymerický materiál, vhodné fotovodivé barvivo a rozpouštědlo. Složení a způsob vytváření vodivé vrstvy 32 a fotovodivé vrstvy 34 jsou popsány v americké patentové přihlášce č. 287 356.

Fotovodivá vrstva 34 překrývající vodivou vrstvu 32 je nabita v temném prostředí konvenčním pozitivním koronárním vybíjecím zařízením 36., schematicky znázorněným na obr. 3b, které se pohybuje přes vrstvu 34 a nabíjí ji v rozmezí od + 200 V do + 700 V, ačkoliv nejvýhodnější oblastí je + 200 až + 400 V. Stínící maska 25 je vložena do panelu 12 a kladně nabitý fotovodič je exponován přes stínící masku 25 světlem ze xenonové lampy 38 s reflektorem uspořádaným v konvenčním trojitém majáku, představovaném čočkou 40 z obr. 3c. Po každé expozici je lampa 38 přemístěna do odlišné polohy pro kopírování úhlu dopadu elektronových svazků 28, z elektronové trysky. Požadují se tři expozice ze tří různých poloh lampy pro vybití oblastí fotovodiče, kde budou následně naneseny světlo emitující fosfory pro vytvoření stínítka. Po expozičním kroku se stínící maska 25 odstraní od panelu 12 a panel se přemístí do první vývojky 42, viz obr. 3d, obsahující vhodné připravené částečky ve formě suchého prášku světlo absorbujícího černého materiálu, tvořícího matici stínítka a neznázorněných povrchově upravených isolačních nosných kuliček, které mají průměr asi od 100 do 300 mikrometrů a které předávají třením vzniklý elektrický náboj částečkám materiálů černé matrice.

Vhodné materiály černé matrice obecně obsahují černé pigmenty, které jsou stabilní při provozní teplotě obrazovky 450 °C. Černé pigmenty vhodné pro použití při výrobě matricových materiálů zahrnují železomanganový oxid, železokobaltový oxid, zinkoželezný sirník a izolační saze. Materiál černé matrice se připravuje rozmícháním a rozpuštěním pigmentu, polymeru a vhodného činidla řízení náboje, které řídí velikost třením vznikajícího elektrického náboje předávaného materiálu matrice. Materiál je rozemlet na průměrnou velikost částic asi 5 mikrometrů.

Černý matricový materiál a povrchově ošetřené nosné kuličky jsou smíchány v první vývojnici 42 za použití asi 1 až 2 hmotnostních % černého matricového materiálu. Materiály jsou smíchány tak, že jemně rozdělené matricové částečky jsou v kontaktu a jsou nabity, například záporně, povrchově ošetřenými nosnými kuličkami. Záporně nabité částečky matricového materiálu jsou vypuzeny z vývojnice 42 a přitahovány ke kladně nabité neexponované oblasti fotovodivé vrstvy 34 pro přímé vyvíjení v této oblasti. Infračervená radiace se pak používá pro fixování materiálu matrice roztavením nebo tepelným slepením polymerových složek matricového materiálu k fotovodivé vrstvě pro vytvoření matrice 23, viz obr. 2 a 3e.

Fotovodivá vrstva 34, obsahující matrici 23., je jednotně znovu nabita na kladný potenciál asi 200 - 400 V pro aplikaci prvního ze tří barvu emitujících suchých práškových materiálů konstrukce fosforového stínítka. Stínící maska 25 je znovu vložena do panelu 12 a vybrané oblasti fotovodivé vrstvy 34, odpovídající umístění, kde bude uložen fosforový materiál emitující zelené světlo, jsou exponovány viditelným světlem z prvního místa uvnitř majáčku pro selektivní vybití exponovaných oblastí. Umístění prvního světla se přibližuje konvergenčnímu úhlu elektronového svazku 28 dopadajícího na zeleně emitující fosfor. Stínící maska 25 je odstraněna z panelu 12 a panel je přemístěn ke druhé vývojnici 42 obsahující vhodně připravené částečky ve formě suchého prášku zelené světlo emitujícího fosforu materiálu konstrukce stínítka a povrchově ošetřené nosné kuličky. Fosforové částečky jsou povrchově ošetřeny nebo potaženy vhodným náboj řídicím materiálem, jak je zde popsáno.

Tisíc gramů povrchově ošetřených nosných kuliček je kombinováno s 15 až 25 gramy povrchově ošetřených fosforových částic ve druhé vývojnici 42. Nosné kuličky jsou ošetřeny pro předání náboje, například kladného, fosforovým částicím. Kladně nabité, zelené světlo emitující fosforové částice jsou vypuzeny z druhé vývojnice 42, odpuzovány kladně nabitými oblastmi fotovodivé vrstvy 34 a matrice 23 a usadí se na vybité, světlu vystavené oblasti fotovodivé vrstvy v procesu známém jako inversní vyvíjení. Usazené, zelené světlo emitující fosforové částice jsou fixovány k fotovodivé vrstvě 34 vystavením povrchově ošetřeného fosforu infračervenému záření, které taví nebo teplotně spojuje fosfor s fotovodivou vrstvou 34.

Proces nabíjení, exponování, vyvíjení a fixace se opakuje pro suché práškové, modré a zelené světlo emitující fosforové částice materiálu stínítka. Exponování viditelným světlem pro selektivní vybití kladně nabitých oblastí fotovodivé vrstvy 34 se provádí z druhé a pak ze třetí polohy v majáčku pro aproximaci konvergenčních úhlů elektronových svazků dopadajících na modré světlo emitující fosfor a na červené světlo emitující fosfor. Třením elektricky kladně nabité suché práškové částice jsou smíchány s povrchově ošetřenými nosnými kuličkami ve výše popsaném poměru a vypuzeny z třetí a pak čtvrté vývojnice 42, odpuzovány kladně nabitými oblastmi dříve nanesených materiálů stínítka a .usadí se na vybitých oblastech fotovodivé vrstvy 34 pro zajištění modré, případně červené světlo emitujících fosforových prvků.

Suché práškové fosforové částice jsou povrchově ošetřeny pokrytím částic vhodným polymerem. Napařovací směs se . vytvoří rozpuštěním asi 0,5 až 5,0 a s výhodou 1,0 až 2,0 hmotnostních procent polymeru ve vhodném rozpouštědle. Fosforové částice mohou být pokryty napařovací směsí použitím buď rotačního napařovače a fluidizované sušičky jako v příkladech 1 až 12, adsorbčním způsobem jako v příkladech 13 až 15 nebo při použití rozprašovací sušárny jako v příkladech 16 až 18. Napařené fosforové částice se vysuší, rozdrobí a je-li to nutné prošijí sítem 400 mesh, což představuje přibližně 16 ok na délkový milimetr, za sucha podrtí, je-li to žádoucí, s modifikátorem tečení, jako je křemenný materiál, například Cobosil nebo jeho ekvivalent. Koncentrace modifikátoru tečení je v rozmezí od asi 0,1 do 2,0 hmotnostních procent povrchově ošetřeného fosforu.

Příklad 1

250 gramů modrou barvu emitujících fosforových částic ZnS/Ag je napařeno jedním hmotnostním procentem napařovací směsi obsahující 2,5 gramů polyamidu, například Unirea 1 548 nebo ekvivalent, a 500 ml isopropanolu. Fosfor a napařovací směs se smíchaj í v láhvi s kulatým dnem a připoj í se k rotační odparce a vyhřáty na teplotu přibližně 85 °C, při částečném vakuu. Isopropanol se ze směsi odpařuje a shromažďuje se v kondenzoru s lahví. Částečně vysušený, povrchově ošetřený fosfor se vyjme z láhve s kulatým dnem a suší se v zařízení pro vířivé nanášení povlaků při 70 °C po dobu 30 minut nebo až se veškeré rozpouštědlo odpaří. Suché fosforové vločky se zpráškují v jemném střižném mlýně s kryogenickým přípravkem při 60 °C po dobu 1 až 2 minuty a pak se přesije přes čtyři síta 400 mesh. Polymerem povrchově ošetřený fosfor se za sucha mele s modifikátorem tečení, jak bylo popsáno výše.

Tři gramy suchých práškových, polyamidem povrchově ošetřených, modré světlo emitujících fosforových částic se smíchá s asi 150 gramy fluorosilanem povrchově ošetřených nosných kuliček. Fluorosilanem ošetřené kuličky jsou třením záporně nabity a takto indukují kladný náboj na polyamidem povrchově ošetřených fosforových částicích. Poměr náboje ke hmotě a elektrofotografické charakteristiky stínítka (hmotnost stínítka) fosforu vyrobeného tímto postupem byly testovány jak je zde popsáno a výsledky jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 2

Totéž jako v příkladě 1, až na to, že polyamid je nahrazen polyetyloxasolinem a isopropanol je nahrazen metanolem. Teplota sušení je 65 °c. Výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 3

Totéž jako v příkladě 1, až na to, že polyamid je nahrazenpolybutal metylmetakrylátem a isopropanol je nahražen tetrahydrofuranem. Teplota sušení je 70 °C. Výsledky testu jsou vypsány v Tabulce 1. Test byl opakován za použití kuliček ošetřených aminosilanem, které jsou třením elektricky kladné a takto indukují v povrchově ošetřených fosforových částicích záporný náboj. Poměr náboje ke hmotě a hmotnost stínítka s fosforem ošetřeným polybutyl metylmetakrylátem jsou uvedeny v Tabulce 2.

Příklad 4

Totéž jako v příkladě 1, až na to, že polyamid je nahrazen polyisobutyl metakrylátem a isopropanol je nahrazen tetrahydrofuraném. Výsledky testů pro nabíjení s fluorosilanem, případně aminosilanem ošetřenými kuličkami jsou uvedeny v Tabulce 1, případně Tabulce 2.

Příklad 5

Totéž jako v příkladě 1, až na to, že polyamid je nahrazen polyvinylpyridinem a isopropanol je nahrazen chloroformem. Teplota sušení je 85 °C. Výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 6

Totéž jako v příkladě 1, až na to, že polyamid je nahrazen polyvinyl alkoholem a jako rozpouštědlo se použije vodný roztok 10% objemových isopropanolu. Teplota sušení je 100 °C. Výsledky testu pro fluorosilanem, případně aminosilanem ošetřené kuličky jsou uvedeny v Tabulce 1, případně Tabulce 2.

Příklad 7

Totéž jako v příkladě 1, až na to, že polyamid je nahrazen polytrifluoretylmetakrylátem a isopropanol je nahrazen freonem. Teplota sušení je 45 ’C. Výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 2.

Příklad 8

Totéž jako v příkladě 1, až na to, že polyamid je nahrazen nitrocelulózou a isopropanol je nahrazen metanolem. Výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 2.

Příklad 9

250 gramů fosforových částic s červeným jádrem Y₂ O₂ S/Eu je potaženo jednoprocentní napařovací směsí, v hmotnostních procentech, polyamidu a isopropanolu, jak je popsáno v příkladě 1. Červený fosfor povrchově ošetřený polyamidem byl testován, jak je zde popsáno, přičemž výsledky jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 10

Totéž jako v příkladě 9, až na to, že polyamid je nahrazen polyetyloxasolinem a isopropanol je nahrazen metanolem. Výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad ' 11

250 gramů fosforových částic se zeleným jádrem ZnS/Cu, Al je potaženo jednoprocentní napařovací směsí, v hmotnostních procentech, polyamidu a isopropanolu, jak je popsáno v příkladě 1. Polyamidem povrchově ošetřený zelený fosfor byl testován jak je zde popsáno, přičemž výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 12

Totéž jako v příkladě 11, až na to, že polyamid byl nahrazen polyetyloxazolinem a isopropanol je nahrazen metanolem. Výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 13

150 gramů modrých fosforových částic ZnS/Ag je suspendováno v jednom litru deionisované vody a dispergováno 5 minut na 150 voltech za použití dispergovadla Premier. Fosforové částice se nechají usadit a jsou dekantovány. Fosforové částice znovu suspendovány v jednom litru deionizované vody a k fosforové suspensi se přidá čerstvě připravený roztok želatiny. Roztok želatiny se připraví nabobtnáním 0,56 gramů želatiny v 500 ml deionizované vody a zahřátím roztoku na 38 ’C pro dosažení čistého roztoku. Směs želatiny a fosforu se míchá asi 30 minut a pak se usadí a tekutina se dekantuje. Želatinou potažené fosforové částice se dvakrát vyperou a pak znovu suspendují v jednom litru deionizované vody. Suspenze modrých pigmentových částic se připraví přidáním 0,25 gramů hlinitanu kobaltu do 100 ml deionizované vody. Suspense modrého pigmentu se ultrazvukově disperguje po dobu tří minut na 400 Wattech. Modrá pigmentová suspense se přidá k suspensi želatinou potažených fosforových částic a pak se 30 minut míchá. Výsledná směs se nechá usadit, dekantovat, dvakrát se promyje a pak se filtruje za použití Buchnerovy nálevky. Modrý fosfor se suší asi šest hodin na 125 ^eC pak se za sucha drtí 30 minut v 1,5 litrové; nádobě spola zaplněné 6 mm skleněnými kuličkami, načež se proseje síťkou 400 mesh.

gramy suchých, práškových, modře pigmentovaných a želatinou povrchově ošetřených fosforových částic se smíchá s asi 150 gramy fluorosilanem povrchově ošetřených nosných skleněných kuliček, které jsou třením elektricky záporně nabity a které indukují kladný náboj na želatinou potažených fosforových částicích. Poměr náboje a hmoty a elektrofotografické charakteristiky (hmotnost stínítka) fosforu vyrobeného tímto postupem byly testovány, jak je zde popsáno, a výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 14

Totéž jako v příkladě 13, až na to, že modré fosforové částice jsou nahrazeny červenými fosforovými částicemi Y₂ 0₂S/Eu a želatinou potažený fosfor není pigmentován hlinitanem kobaltu, ale částicemi oxidu železa. Výsledný suchý práškový červený fosfor nevyžaduje také kuličkové drcení následující sušení. Test byl proveden tak, jak je zde popsáno a výsledky pro tento želatinou potažený fosfor jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 15

450 gramů zelených fosforových částic ZnS/Cu, Al se zasucha drtí po dobu 30 minut v 1,5 litrovém porcelánovém kulovém laboratorním mlýnku do poloviny zaplněném 6 mm skleněnými kuličkami a pak prosíván přes síto 400 mesh. Fosforové částice pak jsou suspendovány ve 2 litrech deionizované vody. Čerstvý želatinový roztok se připraví nabobtnáním 1,5 gramu želatiny v 1,5 litru deionizované vody a vyhřátím roztoku na 38 ’C pro dosažení čistého roztoku. Roztok želatiny se přidá k fosforové suspensi a míchá se asi 30 minut. Fosfor se pak usadí a kapalina se dekantuje, želatinou potažený fosfor se dvakrát promývá, dekantuje a pak se asi 6 hodin suší při 125 °C. Suchý práškový, želatinou potažený zelený fosfor se prosívá sítkem 400 mesh. Test byl prováděn tak jak je zde popsáno, přičemž výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 16

250 gramů modrých fosforových částic (ZnS/Ag) je potaženo jedním hmotnostním procentem napařovací směsi polyamidu nebo jeho ekvivalentu a tetrahydrofuranu za použití rozprašovací sušárny. Vstupní teplota sušárny je udržována na asi 70 °C a výstupní teplota se pohybuje v rozmezí od 43 °C do 53 ’C s rychlostí sušení 10 ml/min. Povrchově ošetřené, polymerem potažené fosforové částice se prosívají sítem 400 mesh. Způsob sušení povlaku fosforu rozprašováním dává volně poletující povrchově ošetřený fosforový materiál, který nevyžaduje rozmělňování nebo drcení za sucha.

gramy suchých, práškových, polyamidem povrchově ošetřených fosforových částic se smíchá s asi 150 gramy fluorosilanem povrchově ošetřených nosných skleněných kuliček. Fluorosilanem ošetřené skleněné kuličky jsou třením nabity záporně a takto indukují kladný náboj na polyamidem povrchově ošetřených fosforových částicích. Poměr náboje a hmoty a elektrofotografické charakteristiky fosforu vyrobeného za použití rozprašovací sušárny (hmotnost stínítka) byly testovány tak jak zde bylo popsáno a výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 17

Totéž jako v příkladě 16, až na to, že modrý fosfor je nahrazen červeným fosforem Y₂ 0₂S/Eu. Výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 1.

Příklad 18

Totéž jako v příkladě 16, až na to, že modrý fosfor je nahrazen zeleným fosforem ZnS/Cu, Al. Výsledky testu jsou uvedeny v Tabulce 1.

Tabulka 1

Typ fosforu

Polymer

Kladný poměr náboj -hmota (uC/Gm)

Charakteristiky elektrofotografického stínítka Hmotnost stínítka (m /cm2)

modrý	žádný	2,2	0,8
Příklad	1	polyamid	43	4,5
	2	polyety1oxa z o1in	45	4,6
	3	polybutyl metylmetakrylát	28	4,0
	4	polyisobutyl metakrylát	24	3,2
	5	polyvinyl- pyridin	49	3,0
	6	polyvinylalkoho1	20	2,1
	. 13	želatina	38	3,3
	16	polyamid	48	4,5
červený		žádný	0,9	1,0
Příklad	9	Polyamid	39	4,0
	10	polyetyloxa z o1in	42	4,2
	14 -	želatina	35	3,0
	17	polyamid	41	4,2
zelený		žádný	0,2	0,5
Příklad	11	polyamid	35	4,0
	12	polyetyloxazolin	37	4,5
	15	želatina	37	3,4
	18	polyamid	40	3,8

Tabulka 2

Typ fosforu

Polymer

Záporný poměr Charakteristiky

		náboje ku hmotě elektrofotogra-
(uC/Gm)	fického stínítka Hmotnost stínítka (mg/cm2)
modrý		žádný	1,5	0,8
Příklad	3	polybutyl
		metylmetakrylát	35	3,2
	4	polyisobutyl
		metakrylát	36	3,5
	6	polyvinyl-
		alkohol	34	3,5
	7	polytrifluor-
		etylmetakrylát	45	4,2
	8	nitrocelulóza	44	4,0
Výsledky	testů byly určeny :	za použití	neznázorněného těsto-
vacího	panelu,	sestáváj ícího z	isolované	desky s laminovaným
kovovým	vodičem na každé hlavní	ploše se	středově uspořádaným

otvorem procházejícím hlavními plochami desky a vodičů. Otvor má s výhodou průměr 2,54 cm. Kovové sítko o hustotě asi 50 až 100 mesh překrývá otvor a je připojeno k jednomu z kovových vodičů. Pokovená skleněná deska přesahuje otvor a je uložena na druhém kovovém vodiči, s nímž je pokovení v kontaktu. Pro měření kladné nabitých fosforových částic se k vodiči spojenému s kovovým sítkem připojí potenciál 100 až 600 voltů, zatímco vodič, který je v kontaktu s pokovením, je uzemněn. Rozdíl potenciálů mezi sítkem a sklem je asi 10³V/cm. Testovací panel je umístěn asi 7,62 cm nad vývojnicí obsahující povrchově ošetřené fosforové částice a nosné skleněné kuličky, jak je popsáno v příkladech 1, 3, 13 a 16. Vývojnice je uzavřena na jednom konci sítkem, které může propouštět jemně rozdělené fosforové částice, ale nikoliv nosné skleněné kuličky. Proud vzduchu o rychlosti asi 10⁴ cm/s oddělí fosforové částice od nosných skleněných kuliček a vypudí nabité, například kladně nabité, fosforové částice z vývojnice a ke kovovému sítku a pokovené skleněné desce. Výsledný elektrostatický náboj na pokovené desce se měří elektrometrem a hmota fosforových částic se určí zvážením skleněné desky před testem a po testu. Podíl těchto měření je průměrný poměr třením vzniklého elektrického náboje ku hmotě. Oblast usazení fosforu na pokovené skleněné desce je známa a je řízena velikostí otvoru v testovacím panelu. Výsledky jsou sumarizovány v Tabulce 1 a Tabulce 2. Povrchově ošetřené skleněné nosné kuličky zahrnují fluorosilanový povlak pro předání kladného náboje nebo aminosilanový povlak pro předání záporného náboje fosforovým částicím. Pro každý testovaný barevný fosfor byla provedena kontrola. Kontrolní fosfory nebyly povrchově ošetřené, přičemž výsledky testu demonstrují, že povrchově ošetřené fosfory mají mnohem vyšší poměr náboje ku hmotě než neošetřené fosfory a že hmotnost stínítka pro povrchově ošetřené fosfory je podstatně vyšší než pro povrchově neošetřené fosfory.

Zatímco pouze povrchově ošetřené modré fosforové částice byly testovány s aminosilanem ošetřenými nosnými skleněnými kuličkami pro indukování záporného náboje na fosforových částicích, podobné výsledky by byly dosaženy pro červené a zelené povrchově ošetřené fosfory kontaktovanými aminosilanem ošetřenými nosnými skleněnými kuličkami. Testy indikují, že pro modré, povrchově ošetřené fosforové částice z příkladů 3,4 a 6 jsou záporné poměry náboje ku hmotě indukované aminosilanem ošetřenými nosnými skleněnými kuličkami větší než odpovídající kladné poměry náboje ku hmotě indukované fluorosilanem ošetřenými nosnými skleněnými kuličkami. Hmotnosti stínítka pro kladně nabité vzorky z příkladů 3, 4 a 6, viz Tabulka 1, jsou v rozmezí od 2,1 do 4,0 mg/cm², zatímco tytéž vzorky, jsou-li nabity záporně, viz Tabulka 2, jsou v rozmezí od

3,2 do 3,5 mg/cm². To naznačuje, že dobré výsledky lze získat jak s kladně, tak i se záporně nabitými fosfory, takže fotovodivá vrstva 34 může být nabita bud kladně nebo záporně pro využití buď přímého nebo inversního vyvíjení nabitého obrazu. Volba polymerů pro povrchové naprašování fosforů a povrchové naprašování nosných skleněných kuliček závisí na typu požadovaného vyvíjení a požadované hmotnosti stínítka. Všechny zde popsané povrchově ošetřené fosforové materiály jsou vhodné pro výrobu stínítka a takto umožňují, aby se při výrobě uvažovalo o materiálových nákladech a snadnosti povrchového ošetřování.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

Fosforové částice pro stínítka barevných obrazovek ve formě suchých práškových fosforových částic, emitujících světlo v dané části viditelného spektra, ve vrstvě obsažené v elektrofotograficky vyrobeném pozorovacím stínítku, vyznačující se tím, že připravené fosforové částice jsou potaženy povrchový náboj řídicím polymerickým materiálem, zvoleným ze skupiny, sestávající z želatiny, polyetyloxazolinu, polyamidu, polyvinylpyridinu, polybutylmetylmetakrylá,tu, polyvinyl alkoholu, polyisobutylmetakrylátu, a nitrocelulózy.

polytrifluoretylmetakrylátu

Způsob výroby fosforových částic pro stínítka barevných obrazovek, vyznačující se tím, že nejdříve se rozpustí vhodné množství polymerického pojícího činidla, vybraného ze skupiny sestávající z želatiny, polyamidu, polyethyloxazolinu, polyvinylpyridinu, polybutylmetylmetakrylátu, polyvinyl alkoholu, polyisobutylmetakrylátu, polytrifluoretylmetakrylátu a nitrocelulózy ve vhodném rozpouštědle pro vytvoření potahovací směsi, pak se fosforové částice povrchově ošetří přidáním fosforových částic do potahovací směsi pro zajištění jejich potažení pojícím činidlem, načež se povrchově ošetřené fosforové částice vysuší.
3. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že vhodné množství pojícího činidla je 0,5-5,0 hmotnostních procent.
4. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že se polyamid rozpustí v isopropanolu, polyetyloxazolin v metanolu, polybutylmetylmetakrylát v tetrahydrofuranu, polyvinylpyridin v chloroformu, polyvinyl alkohol v objemově desetiprocentním vodném roztoku isopropanolu, polytrifluoretylmetakrylát ve freonu a nitrocelulóza v metanolu.
5. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že rozpouštění polymerického pojícího činidla zahrnuje jednak vytvoření vodní suspenze fosforových částic a jednak přípravu 1 až 1,1 hmotnostních procent vodního želatinového roztoku a zahřátí tohoto želatiňového roztoku na teplotu 38 'C a dále povrchové ošetření fosforových částic zahrnuje přidání želatinového roztoku do vodní suspenze fosforových částic pro vytvoření směsi, míchání této směsi po dobu 30 minut pro povrchové ošetření fosforových částic, usazení a dekantaci směsi pro vyjmutí želatinou ošetřených fosforových částic, dále mytí želatinou ošetřených fosforových částic a dále sušení zahrnuje sušení želatinou ošetřených fosforových částic při narůstající teplotě.
6. Způsob podle bodu 5, vyznačující se tím, že po usazení a dekantaci směsi následuje pigmentace želatinou ošetřených fosforových částic, po které následuje mytí a sušení, kdy se želatinou ošetřené fosforové částice znovu suspendují v deionizované vodě, potom se připraví 0,25 hmotnostních procent vodní pigmentová suspenze, kde pigmenty jsou vybrány ze skupiny skládající se z hlinitan kobaltu a kysličníku železa, načež se tato pigmentové suspenze přidá do vodní suspenze želatinou ošetřených fosforových částic pro vytvoření směsi, která se míchá a následně usazuje a dekantuje pro vyjmutí pigmentovanou želatinou ošetřených fosforových částic, které se potom myjí a suší při vzrůstající teplotě.