CZ281746B6 - Způsob elektrofotografické výroby úplného luminiscenčního stínítka a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob elektrofotografické výroby úplného luminiscenčního stínítka na substrátu v obrazovce zahrnující kroky pokovení substrátu vodivou vrstvou (32), její pokrytí fotovodivou vrstvou (34), na které je ustaven elektrostatický náboj, exponování zvolených oblastí fotovodivé vrstvy (34) viditelným světlem, vytvoření latentního obrazu s exponovanými a neexponovanými oblastmi a vyvíjení fotovodivé vrstvy (34) suchými práškovými, třením elektricky nabitými materiály, kde krok vyvíjení zahrnuje nejprve krok umístění mřížku vyvíjející elektrody v odstupu, který je dostatečně velký vzhledem k nejmenšímu rozměru neexponovaných oblastí latentního obrazu, a potom krok přiložení elektrického předpětí k mřížku vyvíjející elektrodě s potenciálem v rozsahu -2000 V až +2000 V. Zařízení pro výrobu luminiscenčního stínítka podle výše uvedeného způsobu, který zahrnuje vývojnici (42) latentního obrazu a mřížku vyvíjející elektrodu (44), na kterou je přiloženo elektrické předpětí.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu elektrofotografické výroby úplného luminiscenčního stínítka na vnitřní ploše substrátu čelního panelu pro barevnou obrazovku za použiti suchých práškových třením elektricky nabitých materiálů struktury stínítka a zařízení pro provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Známá obrazovka typu se stínící mřížkou obsahuje obálku, v níž je pozorovací stínítko, obsahující soustavu fosforových prvků tří různých emisních barev, uspořádaných v cyklickém pořádku, prostředek pro vytváření tří konvergentních elektronových svazků nasměrovaných na stínítko a strukturu pro selekci barev neboli stínící masku, která obsahuje tenký a mnoha otvory opatřený plech, uspořádaný v přesném prostorovém vztahu mezi stínítkem a prostředky pro vytváření elektronových svazku. Plech s otvory stíní stínítko a rozdíly v úhlech konvergence umožňují procházející části každého elektronového svazku, aby selektivně vybudila pouze fosforové prvky požadované emisní barvy. Matrice světlo absorbujících materiálů obklopuje fosforové prvky.

Z amerického patentu 3 475 169 je znám způsob elektrofotograf ického stíněni barevné obrazovky, při němž je vnitřní plocha čelní desky barevné obrazovky pokryta odpařitelným vodivým materiálem a potom překryta vrstvou odpařitelného fotovodivého materiálu. Fotovodivé vrstva je potom stejnoměrné nabita, selektivně exponována světlem přes stínící masku pro vytvoření latentního obrazu náboje a vyvolána za použití nosné kapaliny o vysoké molekulární váze, nesoucí v suspenzi množství fosforových částic dané emisní barvy, které jsou selektivně ukládány na vhodně nabité oblasti fotovodivé vrstvy. Nabíjení, exponování a ukládání se provádí pro každý ze tří barvu emitujících fosforů struktury stínítka, to jest pro zelený, modrý a červený fosfor.

Zlepšení tohoto způsobu stíněni je popsáno v americkém patentu 4 921 767. Je v něm popsán způsob, používající suchých práškových třením elektricky nabitých materiálů struktury stínítka, opatřených alespoň činidlem pro řízení povrchového náboje pro řízení elektrického nabíjení materiálu třením. Takový způsob snižuje výrobní dobu a náklady, protože pro suché zpracování matrice i fosforových materiálů se spotřebuje méně kroků. Nevýhoda tohoto způsobu spočívá v tom, že může dojít k určité křížové kontaminaci nebo uložení pozadí vzhledem ke změnám elektrostatického pole v blízkosti fotovodivé vrstvy, která neodpuzuje účinně všechny kladně nabité fosforové částice od zvolených oblasti fotovodivé vrstvy.

Cílem vynálezu je proto zlepšení způsobu elektrofotografické výroby stínítka za použití suchých práškových třením nabitých fosforových materiálů tak, aby nedocházelo ke křížové kontaminaci různých barvu emitujících materiálů.

-1CZ 281746 B6

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob elektrofotografické výroby úplného luminiscenčního stínítka na substrátu čelního panelu uvnitř obrazovky podle vynálezu. Způsob zahrnuje pokoveni substrátu vodivou vrstvou, překrytí této vodivé vrstvy fotovodivou vrstvou, nabíjení fotovodivé vrstvy elektrostatickým náboje, světelné exponování zvolených oblastí fotovodivé vrstvy k vytvoření latentního obrazu náboje s exponovanými a neexponovanými oblastmi, dále vyvíjení fotovodivé vrstvy suchými práškovými třením elektricky nabitými fosforovými materiály struktury stínítka, povrchově ošetřenými činidlem pro řízení jeho povrchového náboje k ovlivnění nabíjení třením a ustalování fotovodivé vrstvy. Podstatou způsobu je to, že při vyvíjení fotovodivé vrstvy se nejprve vytvoří prostorové nábojové pole v dané vzdálenosti od fotovodivé vrstvy a potom se na potom tato pole přivádí zvnějšku elektrické předpětí s potenciálem z intervalu od - 2 000 V do +2 000 V, kterým se řídí ukládání nabitých fosforových materiálů struktury stínítka na nabitou fotovodivou vrstvu.

Zařízení k provádění tohoto způsobu zahrnuje vývojnici pro vyvíjení fotovodivé vrstvy, v níž se nacházejí suché práškové třením elektricky nabité fosforové částice materiálů struktury stínítka a dále zahrnuje mřížku vytvářející elektrodu, uloženou v odstupu od fotovodivé vrstvy, kde odstup má hodnotu rovnou alespoň dvojnásobku rozteče otvorů v mřížce elektrody, přičemž tato elektroda má řízené předpětí pro ovládání nanášení nabitých materiálů struktury stínítka na nabitou fotovodivou vrstvu.

Mřížku vytvářející elektroda je výhodné tvořena vodivým sítem, obsahujícím soustavu průběžných otvorů.

Tyto otvory mohou být vytvořeny jako pravoúhlé otvory jednotné velikosti.

Výhodou popsaného řešeni je stejnorodější nanášení fosforových materiálů, bez křížové kontaminace. Mřížku vytvářející elektroda zajišťuje dávkování množství fosforových částic, uložených na vybraných oblastech čelní desky obrazovky v míře, analogické běžnému vlhkému stínícímu způsobu. Řešeni lze použít pro stínění různých velikosti obrazovky na téže vývojnici, přičemž je nutno změnit pouze velikost mřížku vytvářející elektrody.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále podrobněji popsán s poukazem na připojené výkresy, kde na obr. 1 je pohled, částečně v axiálním řezu, na barevnou obrazovku vyrobenou podle vynálezu, na obr. 2 je řez sestavou stínítka obrazovky znázorněné na obr. 1, na obr. 3a je část čelní desky obrazovky, mající vodivou vrstvu a fotovodivou vrstvu uložené na sobě, na obr. 3b je nabíjení fotovodivé vrstvy na čelní desce obrazovky, na obr. 3c je čelní deska obrazovky a část stínící masky v průběhu následných expozičních kroků v procesu výroby stínítka, na obr. 3d je čelní deska obrazovky a nová mřížka vytvářející elektrodu v průběhu vyvolávacího kroku v procesu výroby stínítka, na obr. 3e je částečně zkompletovaná čelní deska obrazovky v průběhu pozdějších fixačních kroků, na obr. 4 je orientace siločar elektrického pole od nabité části fo-2CZ 281746 B6 tovodivé vrstvy na čelní desce obrazovky v průběhu jednoho kroku výroby stínítka, bez nové elektrody, na obr. 5 jsou části čelní desky a nová elektroda uvnitř kruhu A z obr. 3d v průběhu vyvíjení matrice, na obr. 6 je orientace siločar pole od nabité části fotovodivé vrstvy na čelní desce obrazovky v průběhu jednoho kroku výroby stínítka bez nové elektrody a na obr. 7 jsou části čelní desky obrazovky a nová elektroda uvnitř kruhu A z obr. 3d v průběhu fosfor vyvíjejícího kroku při výrobě stínítka.

Příklady provedeni vynálezu

Na obr. 1 je znázorněna barevná obrazovka .10, mající skleněnou obálku 11 s pravoúhlým čelním panelem 12 a válcovitým hrdlem 14, spojenými pravoúhlou nálevkou 15, mající neznázornéný vnitřní vodivý povlak dotýkající se anodové svorky 16 a táhnoucí se hrdlu 14. Panel 12 obsahuje čelní desku 18 neboli substrát a obvodovou přírubu nebo boční stěnu 20 přitavenou k nálevce 15 skleněnou fritou 21. Tříbarevné fosforové stínítko 22 je upevněno na vnitřní ploše čelní desky 18. Stínítko 22 z obr. 2 je čárové stínítko zahrnující soustavu stínítkových prvků, sestavených z červenou barvu emitujících, zelenou barvu editujících a modrou barvu emitujících fosforových pásků R, G, B, uspořádaných do barevných skupin, nebo obrazových prvků ve třech páscích nebo triádách v cyklickém pořadí a táhnoucích se ve směru, který je obecně kolmý k rovině, v niž jsou generovány elektronové svazky. V normální pozorovací poloze příkladného provedeni se fosforové pásky táhnou ve vertikálním směru. S výhodou jsou fosforové pásky od sebe odděleny světlo absorbujícím maticovým materiálem 23, jak je známo v oboru. Alternativně může být stínítko stínítkem bodovým. Tenká vodivá vrstva 24. s výhodou z hliníku, překrývá stínítko 22 a zajišťuje prostředky pro přivedení jednotného potenciálu ke stínítku 22, stejné jako pro odrážení světla emitovaného z fosforových prvků přes čelní desku 18. Stínítko 22 a překrývající hliníková vrstva 24 tvoří sestavu stínítka.

Vzhledem opět k obr. 1, mnohootvorová elektroda selekce barev nebo stínící maska 25 je odstranitelně připevněna běžnými prostředky v předem stanoveném prostorovém vztahu k sestavě stínítka. Elektronová tryska 26, znázorněná schematicky čárkovaně, je středové upevněna uvnitř hrdla 14 pro generováni a směrování tří elektronových svazků 26 podél konvergentních drah přes otvory v masce 25 na stínítko 22. Elektronová tryska 26 může být například biotenciální elektronová tryska typu popsaného v US patentu č. 4 620 193 vydaného A. Morrellovi a spol. 28. října 1986 nebo jakákoliv jiná vhodná elektronová tryska.

Obrazovka 10 je konstruována pro použití s vnějším magnetickým vychylovacím jhem jako je jho .30, umístěné v oblasti připojeni nálevky 15 k hrdlu 14. Při aktivaci jho 30 působí na tři elektronové svazky 28 magnetickými poli, která způsobují, že elektronové svazky 26 jsou rozmítány horizontálně a vertikálně v pravoúhlém rastru na stínítku 22. Počáteční rovina vychýlení při nulovém vychýleni je znázorněna čarou P-P na obr. 1 asi uprostřed jha 30. Pro jednoduchost nejsou skutečná zakřiveni drah vychylovaných elektronových svazků 26 ve vychylovací zóně znázorněna.

Stínítko 22 je vyrobeno elektrofotografickým procesem, který je popsán ve shora zmíněném US patentu č. 921 767 a schematicky

-3CZ 281746 B6 znázorněn na obr. 3a až 3e.

Fotovodivé vrstva 34, překrývající vodivou vrstvu 32, je nabita v temném prostředí běžným pozitivním koronovým vybíjecím zařízením 36., schematicky znázorněným na obr. 3b, které se pohybuje podél vrstvy 34 a nabíjí ji v rozsahu od + 200 do + 700 V, přičemž výhodnější rozsah je asi od + 200 do + 500 V. Stínící maska 25 je vložena do panelu 12 a kladné nabitý fotovodič je vystaven přes stínící masku 25 světlu z xenonové lampy 38 s reflektorem uspořádaným v běžném trojnásobném majáčku, představovaném čočkou 40 na obr. 3c. Po každé expozici je lampa 38 přesunuta do jiné polohy, aby kopírovala úhel dopadu elektronových svazků 28 a z příslušné elektronové trysky 26. Vyžadují se tři expozice ze tří různých poloh lampy 38 pro vytvoření latentního rozděleni náboje nebo obrazu na fotovodivou vrstvu 34 to jest pro vybití těch oblastí fotovodiče, kam budou postupně nanášeny světlo emitující fosfory pro vytvoření stínítka. Takové exponované oblasti latentního obrazu jsou typicky asi 0,20 x 290 mm pro stínítko 19V a asi 0,24 x 470 mm pro stínítko 31 V.

Když nejsou v blízkosti fotovodivé vrstvy 34 žádné další nabité materiály nebo vodivé elektrody, latentní obraz ze tří expozic vytváří pole latentního obrazu, sousedící s vrstvou 34, jak to představuje zakřivení elektrických siločar 46, znázorněných na obr. 4, které se táhnou od neexponovaných, kladně nabitých oblastí k exponovaným vybitým oblastem. Za směr siločar se považuje směr síly, působící na kladné nabitou částici. Síla na záporně nabitou částici má opačný směr. Elektrické siločáry 46 jsou v podstatě rovnoběžné s fotovodivou vrstvou 34 nad oblastmi, kde povrchový náboj mění svou polohu nejradikálněji a jsou v podstatě kolmé k povrchu na těch částech fotovodivé vrstvy 34., kde latentní obraz má malé prostorové variace. Když je příčná rozteč, to jest šířka neexponovaných oblastí mezi světlem exponovanými oblastmi, v rozsahu od 0,1 do 0,3 mm, typicky asi 0,25 mm, a počáteční povrchový potenciál je ve výhodném rozsahu + 200 až + 500 V, špičková velikost pole latentního obrazu na fotovodivé vrstvě 34 je v rozsahu desítek kV na cm. Tři světelné expozice ze tří různých poloh lamp vytvářejí exponované oblasti, které jsou typicky několikrát širší než neexponované oblasti. Výsledkem toho je, že normálové složky pole na povrchu jsou podstatně silnější v úzkých neexponovaných oblastech než v širších exponovaných oblastech. Velikost pole latentního obrazu v blízkosti povrchu fotovodivé vrstvy 34 se rychle zmenšuje se vzdáleností od povrchu a snižuje se ke špičkovým hodnotám několika desetin kV na cm při ekvivalentu oddělení až k asi 3/4 periody vzoru latentního obrazu, to jest asi 0,19 mm.

Po expozičním kroku z obr. 3c je stínící maska 25 odstraněna z panelu 12 a panel 12 se přemístí do první vývojnice 42, viz obr. 3d, obsahující vhodné připravené suché práškové částice svétlo absorbujícího černého matricového materiálu struktury stínítka. Černý matricový materiál může být třením elektricky nabitý způsobem, popsaným ve shora zmíněném US patentu č. 4 921 767.

Vývojnice 42., znázorněná na obr. 3d, zahrnuje novou mřížku vytvářející elektrodu 44., typicky vyrobenou z vodivé mřížky, mající asi 6 až 8 otvorů na cm, která je umístěna v odstupu od fotovodivé vrstvy 34 pro usnadnění jejího vyvíjení, jak je popsáno

-4CZ 281746 B6 níže. Zatímco 6 až 8 otvorů na cm je považováno za výhodné, bylo použito úspěšné i 100 otvorů na cm.

Odstup elektrody 44 od fotovodivé vrstvy 34 by měl být alespoň dvojnásobkem příčné periody otvorů v mřížce tak, aby pole vytvořené elektrodou 44 byla dostatečně stejnorodé. Navíc odstup by měl být dostatečné veliký, aby zajistil v podstatě stejnorodou normálovou složku pole, jak je popsáno níže, za rozsahem pole latentního obrazu, představovaného elektrickými siločarami 46. Typický odstup mezi vrstvou 34 a elektrodou 44 je v rozmezí od 0,5 do 4 cm, přičemž se dává přednost odstupu jednoho cm až dvou cm. Takové odstupy jsou veliké vzhledem k nejmenšímu rozměru latentního obrazu, vytvořenému na vrstvě 34,. Elektroda 44 je zvláště užitečná pro vyvíjení jak černé matrice, tak fosforových vzorů, jak je popsáno níže.

V průběhu vyvíjení záporně nabité matricové částice 48, znázorněné na obr. 5, jsou vypuzovány do prostoru sousedícího s mřížku vytvářející elektrodou 44. Výsledný prostorový náboj vytváří v podstatě stejnorodou normálovou složku 50 elektrického prostorového nábojového pole vně mřížku vyvíjející elektrody 44. Tato složka 50 pole prostorového náboje je nasměrována od fotovodivé vrstvy 34 a působí na zrychleni záporně nabitých matricových částic 48 prostřednictvím opačných přitažlivých sil okolního vzduchu vůči fotovodivé vrstvě 34. Velikost pole prostorového náboje může být v rozsahu od několika desetin kV na cm do několika kV na cm. Je to řízeno geometrií vývojnice 42 a fyzikálními vlastnostmi záporné nabitých matricových částic 48. Zejména síla prostorového nábojového pole je úměrná rychlosti toku, kterým záporné nabitá matricová částice 48 opouštějí vývojnici 42 a Ie v podstatě nezávislá na jakýchkoliv potenciálech v přibližném rozsahu od 0 do - 2 000 V, které mohou být přiloženy k mřížku vytvářející elektrodě 44. Účelem mřížku vytvářející elektrody 44 je ustavit prostorové stejnorodou exvipotenciální plochu řízenou z vnějšku přiloženým potenciálem nebo předpétím v blízkosti fotovodivé vrstvy 3A· Tímto způsobem jsou siločáry 50 prostorového nábojového pole ukončeny a oddělená, v podstatě stejnorodá normálová složka 52 pole v prostoru mezi fotovodivou vrstvou 34 a mřížku vytvářející elektrodou 44 se stává úměrně rozdílu mezi potenciály, přivedenými k elektrodě 44 a prostorovému průměru kladného potenciálu z latentního obrazu na vrstvě 34 a stává se nepřímo úměrná vzdálenosti vrstvy 34 od elektrody 44.

Tato stejnorodá složka 52 pole přidává vektorově k existujícímu latentnímu obrazu pole v blízkosti povrchu fotovodivé vrstvy 34, jak je znázorněno na obr. 5, a vytváří zanedbatelný stupeň zkresleni siločar 46 latentního obrazu pole. Toto zanedbatelné zkreslení však ani nezesiluje pole latentního obrazu ani nezesiluje siločáry 46, přidružené k obrazu pole. Výsledné elektrické pole podstupuje přechod v úzké zóně 54, umístěné v určité vzdálenosti od fotovodivé vrstvy 34.» přibližně rovné 3/4 opakovači periody latentního obrazu, tedy typicky méně než 1 mm. Mřížku vyvíjející elektroda 44 musí být umístěna za touto vzdáleností pro správnou činnost vyvíjejícího procesu. Na rozdílech větších než je rozdíl k přechodové zóně 54 je dominující elektrickou silou, působící na přibližující se záporně nabité částice matrice v podstatě stejnorodá složka 52 pole, řízená mřížku vyvíjející elektrodou 44. Na menších vzdálenostech to jest mezi fotovodivou vrst

-5CZ 281746 B6 vou 34 a přechodovou zónou 54, se stává dominantním rychle zesilující pole latentního obrazu.

Ve shora zmíněném US patentu č. 4 921 767, v němž se nepoužívá žádné mřížku vyvíjející elektrody, v podstatě stejnorodé pole prostorového náboje útvaru záporné nabitých matricových částic se táhne přímo k poli latentního obrazu v blízkosti povrchu fotovodivé vrstvy 44. Fluktuace v rychlosti toku, kterými je materiál matrice vypuzován z vývojnice 42, vytvářejí souvztažné fluktuace velikosti prostorového nábojového pole. Když je prostorové nábojové pole příliš silné, může obrátit směr odpuzovači složky pole latentního obrazu v neexponované oblasti na povrchu fotovodivé vrstvy 34., a tím způsobit, že se částice dostanou do nežádoucích, to jest neexponovaných míst na fotovodivé vrstvě. Poněkud slabší pole prostorového náboje neobrací odpuzovači složku pole latentního obrazu, ale může posunout umístění zóny přechodu pole příliš blízko k fotovodivé vrstvě 34.. Když dojde k takovému posuvu, záporně nabité matricové částice s vysokou hmotnou hustotou, vysokým, třením vzniklým nábojem a/nebo velkou velikostí, mohou získat dostatečný moment vůči fotovodivé vrstvě 34, překonat úzký prostor odpuzujících sil a takto se dostat na shora zmíněná nežádoucí místa. V tomto vynálezu je mřížku vyvíjející elektroda 44 umístěna v odstupu, v podstatě za odstupem přechodové zóny 54 pro zajištění řízené, v podstatě stejnorodé složky 52 elektrického pole za rozsahem pole latentního obrazu.

Takové umístění pro mřížku vyvíjející elektrodu 44 stíní pole latentního obrazu představované siločarami 46 od účinků pole 50 prostorového náboje vytvořeného prostorovým nábojem částic vypuzených vývojnicí 42. Předpětí mřížku vyvíjející elektrody 44 může být nastaveno, přičemž se bere do úvahy požadovaná rychlost toku materiálu z vývojnice 42 a fyzikální vlastnosti záporné nabitých matricových částic pro minimalizaci nanášeni matricových částic na nežádoucí místa fotovodiče. Potenciál přiložený k mřížku vyvíjející elektrodě 44 by mél být zápornější než prostorový průměr potenciálu od latentního obrazu, aby v podstatě stejnorodá složka 52 pole vně přechodové zóny 54 působila na přitahování záporné nabitých matricových částic 48 k fotovodivé vrstvě 34.· Užitečné hodnoty pro potenciál na mřížkové elektrodě 44 jsou v rozsahu od 0 do asi - 2 000 V. Jestliže je stejnorodá elektrická složka 52 pole, ustavená mřížku vyvíjející elektrodou 44., slabší než elektrické pole 50 z útvaru prostorového náboje mřížky, nemůže podporovat rychlost toku materiálu tak vysoce, jako rychlost, s niž jsou záporně nabité matricové částice vypuzovány z vývojnice 42. Odtud mřížku vytvářející elektroda 44 bude sbírat část záporné nabitých matricových částic, zatímco zbývající část bude pokračovat směrem k fotovodivé vrstvě 34 na nižší rychlosti toku souběžné se sníženou intenzitou pole mezi mřížku vytvářející elektrodou 44 a fotovodivou vrstvou 34. Naopak, jestliže složka 52 stejnorodého elektrického pole mezi mřížku vyvíjející elektrodou 44 a fotovodivou vrstvou 34 je rovna nebo je silnější než elektrické pole 50 prostorového náboje, málo záporné nabitých matricových částic 48 bude pojmuto mřížku vyvíjející elektrodou 44. Částice 48 budou mít namísto toho tendenci procházet otvory mřížku vytvářející elektrody 44 a být zrychleny na novou rychlost toku, spojenou se složkou 52 vyššího elektrického pole. Záporně nabité matricové částice jsou hnány přes přechodovou zónu 54 a přitahovány ke kladné nabité neexponované oblasti fotovodivé

-6CZ 281746 B6 vrstvy 34 pro vytvoření matricové vrstvy 23 procesem nazývaným přímé vyvíjení.

Infračervené záření může být potom použité, jak je znázorněno na obr. 3e, pro upevnění částic 48 matricového materiálu roztavením nebo tepelným spojením polymerové složky matricového materiálu k fotovodivé vrstvě pro vytvořeni matrice 23.

Fotovodivá vrstva 34, obsahující matrici 23 . je stejnorodě znovu nabita na kladný potenciál asi 200 až 500 V pro přiložení prvního ze tří barvu emitujících, suchých, práškových, fosforových materiálů struktury stínítka. Stínící maska 25 je znovu vložena do panelu 12 a selektivní oblasti fotovodivé vrstvy 34, odpovídající umístění, kam bude nanesen materiál zeleně emitujícího fosforu, jsou vystaveny viditelnému světlu z prvního umístění v majáčku 40 pro selektivní vybití exponovaných oblastí. První umístění světla apromixuje úhel dopadu elektronových svazků dopadajících na zelený fosfor. Když zde nejsou další nabité materiály nebo vodivé elektrody v blízkosti fotovodivé vrstvy 34., vytváří latentní obraz z jediné expozice latentní obrazové pole představované zakřivenými elektrickými siločarami 46, znázorněnými na obr. 6, které se táhnou od neexponovaných kladné nabitých oblastí k exponovaným vybitým oblastem. Elektrické siločáry 46 * jsou v podstatě rovnoběžné s fotovodivou vrstvou 34 nad oblastmi, kde se povrchový náboj mění nejradikálněji, pokud jde o polohu, a jsou v podstatě normálové k povrchu na těch částech fotovodivé vrstvy 34., kde má latentní obraz malé prostorové variace. Když je příčná rozteč mezi světlu vystavenými oblastmi, kde bude nanesen fosforový materiál emitující zelenou barvu, v rozsahu od 0,3 do 0,9 mm, typicky 0,76 mm a počáteční potenciál povrchu je ve výhodném rozsahu od + 200 do + 700 V, špičková velikost pole latentního obrazu na fotovodivé vrstvě 34 je v rozsahu desítek kV na cm. Na rozdíl od tří superponovaných světelných expozic ze tří poloh lamp dříve používaných pro vzorek černé matrice, expozice světla z jediné polohy lampy vytváří exponované oblasti, které jsou typicky několikrát užší než neexponované oblasti. Výsledkem toho je, že normálové složky pole na povrchu jsou v podstatě silnější v úzkých exponovaných oblastech než v širších neexponovaných oblastech. Velikost elektrického pole v blízkosti povrchu fotovodivé vrstvy 34 se rychle zmenšuje se vzdáleností od povrchu a sníží se na špičkovou hodnotu několika desetin kV na cm při ekvivalentu oddělení na asi 3/4 periody vzorku latentního obrazu pro umístěni zelené světlo emitujícího fosforu.

Po expozici míst, kde bude nanešen zelené světlo emitující fosfor, se stínící maska 25 vyjme z panelu 12 a panel 12 se přemístí do druhé vývojnice 42, mající mřížku vyvíjející elektrodu 44 a obsahující vhodně připravené suché práškové částice zelené světlo emitujícího fosforu. Fosforové částice jsou povrchové ošetřeny vhodným náboj řídicím materiálem, jak je popsáno v US patentu č. 4 921 727, vydaném P. Dattovi a spol. 1. května 1990 a US patentové přihlášce č. 287 358 podané P. Dattou a spol. 21. prosince 1988.

Kladné nabité, zelenou barvu emitující fosforové částice jsou vypuzeny z vývojnice 42, odpuzovány kladné nabitými oblastmi fotovodivé vrstvy 34 a matrice 23 a uloženy na vybitých, světlem exponovaných oblastech fotovodivé vrstvy 44 v procesu známém jako

-7CZ 281746 B6 inverzní vybíjení. Jak je znázorněno na obr. 7 vypuzení podstatného množství kladně nabitých, zelené světlo emitujících fosforových částic 47’do prostoru sousedícího s mřížku vyvíjející elektrodou 44 vytváří oddělenou, téměř stejnorodou normálovou složku 50¹ pole elektrického náboje vně mřížku vyvíjející elektrody 44. Tato složka pole prostorového náboje je směrována v fotovodivé vrstvě 34 a působí na pohánění kladně nabitých, zelené světlo emitujících fosforových částic 48'přes protipůsobící přitažlivé síly okolního vzduchu do sousedství fotovodivé vrstvy 34. Velikost pole prostorového náboje může být v rozsahu od několika desetin kV na cm do několika kV na cm a je řízena geometrií vývojnice 42 a fyzikálními vlastnostmi kladně nabitých, zelené světlo emitujících fosforových částic. Zejména je síla pole prostorového náboje úměrná rychlosti toku, s níž kladně nabité, zelené světlo emitující fosforové částice 48.’, opouštějí vývojnici 42 a je v podstatě nezávislá na potenciálech v přibližném rozsahu od 0 do + 2 000 V, které mohou být přiloženy k mřížku vyvíjející elektrodě 44.. Mřížku vyvíjející elektroda 44 je opatřena kladným předpétím na napětí v rozsahu od + 200 do + 1 600 V v závislosti na odstupu elektrody 44 od fotovodivé vrstvy 34,- Čím menši je odstup, tím nižší je napětí vyžadované pro ustavení požadovaného, v podstatě stejnorodého elektrického pole 52'mezi elektrodou 44 a fotovodivou vrstvou 34. Sila tohoto pole 52'ustavuje požadovanou rychlost fosforových částic, když se přibližují k dříve popsané přechodové zóně 54'elektrického pole, která leží typicky méně než asi 1 mm od povrchu fotovodivé vrstvy 34. V nepřítomnosti mřížku vyvíjející elektrody hnací účinek pole prostorového náboje od tělesa kladné nabitých fosforových částic vypuzovaných vývojnicí 42 může být dostatečně silné pro značné sníženi odpuzovačiho účinku pole latentního obrazu v exponované oblasti fotovodivé vrstvy 34. Výsledná normálová složka pole latentního obrazu poblíž povrchu fotovodivé vrstvy 34 nemusí být účinná při odpuzování kladně nabitých, zelenou barvu emitujících fosforových částic v inversním vyvíjeni od oblastí fotovodivé vrstvy, která by měla být prosta zeleného fosforu. Odtud dochází ke křížové kontaminaci, pokud se v průběhu vyvíjení fosforu nepoužije mřížku vyvíjející elektroda 14.

Kladný potenciál přiložený k mřížku vyvíjející elektrodě 44 je nastaven podle požadované rychlosti toku fosforového materiálu z vývojnice 42 a podle takových fyzikálních vlastností, jako je velikost, hmotná hustota a náboj zelené světlo emitujících fosforových částic, pro minimalizaci nanášení částic na nežádoucí místa. Potenciál přiložený k mřížku vyvíjející elektrodě 44 by měl být kladnější než je prostorový průměr potenciálu z latentního obrazu, aby v podstatě stejnorodé pole 52'vně požadované zóny 54'přitahovalo kladné nabité fosforové částice 48' k fotovodivé vrstvě 34. Jestliže pole 52.' ustavené mřížku vyvíjející elektrodou 44 je slabší než pole 50' útvaru prostorového náboje, pole mřížky nemůže podporovat rychlost toku materiálu tak vysokou jako je rychlost, kterou jsou fosforové částice 48' vypuzovány vývojnicí 42. Odtud mřížku vyvíjející elektroda 44 bude sbírat část kladné nabitých fosforových částic, zatímco zbývající část pokračuje směrem k fotovodivé vrstvě 34 na nižší rychlosti toku, odpovídající snížené intenzitě pole mezi mřížku vyvíjející elektrodou 44 a fotovodivou vrstvou 34. Naopak jestliže pole 52.' mezi mřížku vyvíjející elektrodou 44 a fotovodivou vrstvou 34 je rovno poli 50' prostorového náboje nebo je silnější než pole 50', málo klad

-8CZ 281746 B6 ně nabitých fosforových částic dopadne na mřížku vyvíjející elektrodu 44. Částice 48' projdou namísto toho otvory mřížku vyvíjející elektrody 44 a budou urychleny na novou rychlost toku úměrnou vyšší intenzitě pole 52.'· Fosforové částice 48'jsou takto hnány přechodovou zónou 54' a přitahovány k vybitým, exponovaným oblastem fotovodivé vrstvy 34. Nanešené zelené světlo emitující fosforové částice jsou fixovány k fotovodivé vrstvě, jak je popsáno níže.

Fotovodivá vrstva 34 matrice 23 a neznázornéná vrstva zeleného fosforu jsou stejnorodě znovu nabity na kladný potenciál asi 200 až 700 V pro přiložení modré světlo emitujících fosforových částic materiálu struktury stínítka. Stínící maska 25 je znovu vložena do panelu 12 a vybrané oblasti fotovodivé vrstvy 34 jsou exponovány viditelným světlem z druhé polohy v majáčku 40, která aproximuje úhel dopadu elektronového svazku dopadajícího na modré světlo emitující fosfor pro selektivní vybití exponovaných oblastí. Stínící maska 25 je odstraněna z panelu 12 a panel je přemístěn do třetí vývojnice 42, obsahující vhodně připravené suché práškové částice modrou barvu emitujícího fosforu. Fosforové částice jsou povrchové ošetřeny, jak je popsáno shora, vhodným nábojem řídicím materiálem pro zajištění kladného náboje na fosforových částicích. Suché, práškové, třením elektricky kladně nabité, modré světlo emitující fosforové částice jsou vypuzeny ze třetí vývojnice 42, hnány k přechodové zóně 54' řízeným, v podstatě stejnorodým polem 52.' předpětím opatřené, mřížku vyvíjející elektrody 44, odpuzovány od kladně nabitých oblasti fotovodivé vrstvy 34 matrice 23 a zelenou barvu emitujícího fosforového materiálu a uloženy na vybité, světlem exponované oblasti fotovodivé vrstvy 34. Nanešené modré světlo emitující fosforové částice mohou být fixovány k fotovodivé vrstvě tak, jak je popsáno níže.

Procesy nabíjení, exponování, vyvíjení a fixace jsou opakovány znovu pro suché, práškové, červené světlo emitující, povrchové ošetřené fosforové částice. Expozice viditelným světlem pro selektivní vybití kladně nabitých oblasti fotovodivé vrstvy 34 se uskutečňuje ze třetí polohy v majáčku 40, která aproximuje úhel dopadu elektronového paprsku, dopadajícího na červené světlo emitující fosfor. Suché, práškové, třením kladné elektricky nabité, červené světlo emitující fosforové částice jsou vypuzovány ze čtvrté vývojnice 42, hnány řízeným, v podstatě stejnorodým polem 52’ mřížku vyvíjející elektrody 44 k přechodové zóně 54 ’, odpuzovány od kladně nabitých oblastí dříve nanešených materiálů struktury stínítka a nanešeny na vybité oblasti fotovodivé vrstvy 34.

Fosfory mohou být fixovány exponováním každého následného fosforového materiálu infračerveným zářením, které taví nebo tepelné spojuje polymerovou složku s fotovodivou vrstvou 34. Následné za fixaci červené světlo emitujícího fosforového materiálu je materiál struktury stínítka potažen povlakem a pak pohliníkován, jak je známo v oboru.

Panel 12 čelní desky je vypékán ve vzduchu při teplotě 425 ’C po dobu asi 30 minut pro vypuzení odpařitelných složek stínítka vodivé vrstvy 32., fotovodivé vrstvy 34 a rozpouštědel, která jsou přítomna jak v materiálech struktury stínítka, tak v povlakových materiálech. Výsledná sestava stínítka může mít vyšší rozlišeni, a to až 0,1 mm šířky čáry, dosažené za použití rozlišova

-9CZ 281746 B6 čího terčíku, vyšší světlený výstup než stínítko zpracovávané běžným vlhkým procesem a větší čistotu barev vzhledem ke snížené křížové kontaminaci fosforových materiálů.

V aplikacích elektrofotografie podle dosavadního stavu techniky u kancelářských kopírovacích strojů, viz například US patent č. 2 784 109 vydaný Walkupovi 5. března 1957, se používá vyvíjecí elektroda. Použití je pro eliminaci účinku zvýraznění hran, k němuž dochází při vyvíjení stejnorodě nabitých, to jest neexponovaných nebo částečně exponovaných oblastí, které jsou podstatně větší než je šířka zdvihů čar v typickém tištěném písmu, které jsou typicky řádu od 0,5 do 1 mm. V těchto aplikacích je elektroda umístěna podstatné blíže k fotoreceptivní vrstvě než je průměr oblasti, která má být stejnorodé vyvíjena, to jest neexponované oblasti, a přiložený potenciál je dostatečné veliký, aby značně vyrovnal zakřivené elektrické siločáry v blízkosti okrajů nabitých obrazových oblasti. Taková elektroda se nevyžaduje pro vyvíjení malých tmavých oblastí, jako jsou čáry, písmena, znaky a podobné, které mají velikost srovnatelnou s nejmenším rozměrem fosforových a matricových čar stínítka obrazovky. V kontrastu k tomuto použití mřížku vyvíjející· elektroda 44, používaná pro elektrofotograf ickou výrobu sestavy stínítka barevné obrazovky, v tomto vynálezu, je strukturálně a funkčně odlišná od elektrody používané v kopírovacím stroji. Nová mřížková elektroda 44 je umístěna ve vzdálenosti typicky 0,5 až 4 cm od fotovodivé vrstvy 34, přičemž tato vzdálenost je relativně veliká, například rovna šestinásobku nebo větší než šestinásobek, ve srovnáni s charakteristickou velikosti nejmenšich rozměrů neexponovaných oblastí latentního obrazu, což jest přibližné 0,75 mm pro fosfor a 0,25 mm pro matrici, a leží vné účinného rozsahu prostorové se měnícího pole 46 a 46¹latentniho obrazu. Navíc velikost potenciálu přiloženého k mřížkové elektrodě 44 je účelně omezena na rozsah hodnot, které dávají malé zkreslení vysoce lokalizovaného pole latentniho obrazu, takže nedochází k intenzifikaci a napřimování siločar.

Nová mřížka vyvíjející elektroda 44 zajišťuje stejnorodější nanášeni fosforu bez křížové kontaminace než je to možné v suchém práškovém procesu bez takové elektrody. Tato elektroda také zajišťuje prostředky pro dávkování množství fosforu, uloženého na různých oblastech čelní desky na míru analogickou běžnému vlhkému stínícímu procesu, kde se dosahuje změn hmotnosti stínítka řízením tloušťky řídké kaše a rozdělení intenzity světla majáčku. V tomto procesu je hmotnost stínítka řízena potenciálem předpéti, přikládaným k mřížku vyvíjející elektrodě 44, a vzdálenosti elektrody 44 od fotovodivé vrstvy 34 na čelní desce 18. Mřížku vyvíjející elektroda 44 je obecné vyvinuta tak, aby její zakřiveni odpovídalo zakřivení čelní desky. Může být však vytvořena tak, aby kompenzovala nestejnorodosti fosforu vyvíjejícího přístroje, nebo aby se dosáhlo požadované nestejnorodosti hmotnosti fosforového stínítka. Navíc zařízeni a proces popsané mohou být použity pro stínění nejrůznějších velikostí obrazovky na téže vývojnici se změnou pouze velikosti mřížku vyvíjející elektrody.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob elektrofotografické výroby úplného luminiscenčního stínítka na substrátu čelního panelu obrazovky, zahrnující kroky pokoveni substrátu vodivou vrstvou, překrytí vodivé vrstvy foto vodivou vrstvou, nabíjeni fotovodivé vrstvy elektrostatickým nábojem, světelné exponováni zvolených oblasti latentního obrazu náboje s exponovanými a neexponovanými oblastmi, vyvíjení fotovodivé vrstvy suchými práškovými třením elektricky nabitými fosforovými materiály struktury stínítka, povrchově ošetřenými činidlem pro řízení jeho povrchového náboje k ovlivnění nabíjeni třením a ustalování fotovodivé vrstvy, vyznačující se tím, že při vyvíjeni fotovodivé vrstvy se nejprve vytváří prostorové nábojové pole v dané vzdálenosti od fotovodivé vrstvy a potom se na tato pole přivádí elektrické předpětí s potenciálem z intervalu - 2 000 V až + 2 000 V, jehož velikostí se řídí ukládání nabitých materiálů struktury stínítka na nabitou fotovodivou vrstvu.
2. 2. Zařízeni pro elektrofotografickou výrobu luminiscenčního stínítka na substrátu čelního panelu obrazovky podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje vývojnici (42) fotovodivé vrstvy (34) se suchými práškovými třením elektricky nabitými fosforovými materiály struktury stínítka (22) a mřížku vytvářející elektrodu (44), uloženou v odstupu od fotovodivé vrstvy (34), kde tento odstup se rovná alespoň dvojnásobku rozteče otvorů v mřížce, přičemž elektroda (44) má řízené předpětí pro ovlivňování nanášení nabitých materiálů struktury stínítka (22) na nabitou fotovodivou vrstvu (34).
3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že mřížku vytvářející elektroda (44) je tvořena vodivým sítem se soustavou průběžných otvorů.
4. 4. Zařízeni podle nároku 3, vyznačující se tím, že průběžné otvory vodivého síta elektrody (44) jsou pravoúhlé a jednotné velikosti.