DE19654716B4 - Elektrisch leitfähige Zusammensetzung und Verfahren zum Herstellen eines Kolbens für eine Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Elektrisch leitfähige Zusammensetzung und Verfahren zum Herstellen eines Kolbens für eine Kathodenstrahlröhre Download PDF

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Abstract

Elektrisch leitfähige Zusammensetzung, enthaltend 0,4–10 Gew.-% Zinnoxid (SnO2), 4,5–7,0 Gew.-% eines Dispersionsmittels, 3,5–7,0 Gew.-% Methylcellosolve und/oder 2-Ethoxyethanol als Antiabsorptionsmittel, 0,8–4,0 Gew.-% Dimethylformamid und/oder Diocylphthalat als Verdampfungsinhibitor und 0,020–0,25 Gew.-% eines Tensids, bezogen auf das Gesamtgewicht eines alkoholischen Lösungsmittels.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch leitfähige Zusammensetzung und ein Verfahren zum Herstellen eines Kolbens für eine Kathodenstrahlröhre (CRT), welche eine aus der leitfähigen Zusammensetzung gebildete leitfähige Schicht verwendet, und insbesondere eine elektrisch leitfähige Zusammensetzung, welche eine gute Beschichtungseigenschaft und Löslichkeit aufweist und eine leitfähige Schicht bilden kann, welche erhöhte Luminanz aufgrund weniger Rückstände nach einem Sinterverfahren aufweist.
  • Aus der US 5,446,339 A , der US 5,376,308 A , US 5,340,676 A , US 4,582,772 , der US 5,340,674 A , US 5,192,613 A , der US 3,383,209 und der US 5,225,273 A ist es grundsätzlich bekannt, dass bei der Herstellung elektrisch leitfähiger und zwar auch transparenter Schichten insbesondere für die Elektrophotographie Metalloxiddispersionen auf alkoholischer Basis eine große Rolle spielen und derartigen Dispersionen verschiedene Hilfsmittel zugesetzt werden können, um die Schichtausbildung zu begünstigen.
  • Elektrisch leitfähige Zusammensetzungen werden in verschiedenen Bereichen, welche elektrophotographische Techniken anwenden, wie Photokopierer und Laserdrucker, und im besonderen für den Leuchtstoffbildschirm einer Farbkathodenstrahlröhre verwendet. Der für eine Farbkathodenstrahlröhre verwendete Leuchtstoffbildschirm kann durch ein Aufschlämmungsbeschichtungsverfahren (im folgenden als Aufschlämmungsverfahren bezeichnet) oder ein elektrophotographisches Verfahren hergestellt werden.
  • In dem Aufschlämmungsverfahren wird die Platte gereinigt und dann drei Leuchtstoffaufschlämmungen (entsprechend den Primärfarben, also grün, blau und rot) jeweils auf die Platte aufgeschichtet. Jede der Leuchtstoffaufschlämmungen enthält Polyvinylalkohol (als eine Hauptkomponente), Ammoniumdichromat und einen der grün-, blau- und rot-emittierenden Leuchtstoffe.
  • Genau gesagt wird die erste (beispielsweise grüne) Leuchtstoffaufschlämmung auf die Innenseite der Platte aufgeschichtet. Die entstandene Platte wird mit ultraviolettem Licht belichtet und entwickelt, um ein Leuchtstoffmuster (gepunktet oder gestreift) zu bilden, welches dann zum Erhalt des grünen Bestandteils des endgültigen Musters getrocknet wird. Das gleiche Verfahren wird für die blau-emittierende Leuchtstoffaufschlämmung und die rot-emittierende Leuchtstoffaufschlämmung verwendet, wodurch das Leuchtstoffmuster vervollständigt wird.
  • Das Aufschlämmungsverfahren birgt jedoch einige ernste Probleme. Erstens werden die Leuchtstoffe nicht vollständig entwickelt, so daß ein relativ großer nicht belichteter Anteil zurückbleibt und der zurückbleibende Leuchtstoff mit den später aufgeschichteten Leuchtstoffen gemischt wird. Zweitens erzeugt eine Reaktion zwischen dem Polyvinylalkohol und Ammoniumdichromat, welche in dem Leuchtstoff enthalten sind, eine farbige Substanz, welche die Farbreinheit verschlechtert.
  • Andererseits ist ein Verfahren zur Herstellung des Leuchtstoffbildschirms der Farbkathodenstrahlröhre, welches eine elektrophotographische Technik verwendet, nicht nur einfacher als das Aufschlämmungsverfahren, es kann außerdem eine Farbkathodenstrahlröhre mit besseren Luminanzeigenschaften liefern. Bei diesem Verfahren wird die Platte zunächst mit Chemikalien und einem Tensid behandelt, mit destilliertem Wasser abgespült und dann getrocknet. Danach wird durch ein Spinbeschichtungs- oder Aufsprühverfahren eine leitfähige Schicht auf die Innenseite der Platte aufgebildet und dann darauf eine photoleitende Schicht aufgebildet. Die photoleitende Schicht wird mit einem Coronalader elektrisch geladen und der vorbestimmte Teil davon durch eine Schattenmaske belichtet. Schließlich wird der belichtete Teil der photolei tenden Schicht derart eingestellt, daß er in einem elektrisch neutralen Zustand vorliegt, und grün-, blau- und rot-emittierende Leuchtstoffzusammensetzungen jeweils an den unbelichteten Teil gebunden, um einen Leuchtstoffbildschirm zu bilden.
  • Im Fall eines elektrophotographischen Photokopierers kann ein photoleitendes Material direkt auf einen Aluminiumzylinder zur Verwendung als Photoleiter geschichtet werden, da der Aluminiumzylinder ein Leiter ist. Im Fall einer Farbkathodenstrahlröhre, deren Vorderplatte aus einem isolierenden Material, beispielsweise Glas, gefertigt ist, sollte die leitfähige Schicht vor Bildung einer photoleitenden Schicht aufgebildet werden, da das photoleitende Material nicht direkt auf die Glasplatte der CRT geschichtet werden kann.
  • Da jedoch eine konventionelle elektrisch leitfähige Zusammensetzung, wie Polybren-Propanol, eine schlechte Löslichkeit und Beschichtungseigenschaft aufweist, besitzt die elektrisch leitfähige Schicht, die aus der konventionellen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung gebildet ist, einen hohen Oberflächenwiderstand von 109–1011 Ω/☐. Außerdem weist die konventionelle elektrisch leitfähige Zusammensetzung eine schlechte Pyrolyseeigenschaft auf, wodurch eine große Menge an Rückständen während des Sinterverfahrens erzeugt wird. Die Rückstände sollten entfernt werden, um die Luminanz zu erhöhen.
  • Aufgrund der oben genannten physikalischen und chemischen Einschränkungen ist die konventionelle Zusammensetzung für die elektrophotographische Technik nicht geeignet.
    •
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrisch leitfähige Zusammensetzung insbesondere zur Verwendung bei der Bildung einer Farbkathodenstrahlröhre durch eine elektrophotographische Technik zur Verfügung zu stellen, welche eine gute Löslichkeit und Beschichtungseigenschaft aufweist und eine leitfähige Schicht bilden kann, welche einen geringen Oberflächenwiderstand besitzt und innerhalb kurzer Zeit bei Raumtemperatur getrocknet werden kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer elektrisch leitfähigen Zusammensetzung gemäß Anspruch 1.
  • Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Kolbens für eine Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 4.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das alkoholische Lösungsmittel vorzugsweise Methanol, Ethanol und Mischungen davon.
  • Als das Dispersionsmittel zum gleichmäßigen Dispergieren von Zinnoxid in dem alkoholischen Lösungsmittel wird vorzugsweise t-Butanol oder t-Amylalkohol verwendet.
  • Das Antiabsorptionsmittel verkleinert die hygroskopischen Eigenschaften der leitfähigen Schicht und verhindert dadurch die Erzeugung von statischer Elektrizität.
  • Der Verdampfungsinhibitor verhindert die Verschlechterung des Aussehens der Beschichtung aufgrund schneller Verdampfung des Lösungsmittels.
  • Außerdem kann ein Tensid zugegeben werden, um die Oberflächenspannung der elektrisch leitfähigen Zusammensetzung herabzusetzen und dadurch die Benetzungseigenschaft der leitfähigen Schicht zu erhöhen. Als das Tensid werden nichtionische Tenside, wie Triton-CF54 (von Sigma), verwendet.
  • Im Vergleich mit einer konventionellen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung, welche ein organisches leitfähiges Polymer, wie Polybren, enthält, weist die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung gute Beschichtungseigenschaft und Löslichkeit auf und läßt nur kleine Mengen an Rückständen während des Sinterverfahrens zurück. Darum besitzt eine daraus gebildete leitfähige Schicht einen geringen Oberflächenwiderstand (107–108 Ω/☐) und gute thermische Stabilität.
  • Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann bei Raumtemperatur (das heißt, ohne irgendwelche speziellen Trocknungsmittel) getrocknet werden, da der als Lösungsmittel verwendete Alkohol hochflüchtig ist.
  • Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung kann in verschiedenen Bereichen, welche elektrophotographische Techniken anwenden, im besonderen bei der Herstellung des Leuchtstoffbildschirms einer Farbkathodenstrahlröhre, verwendet werden.
  • Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffbildschirms einer Farbkathodenstrahlröhre unter Anwendung einer elektrophotographischen Technik als ein Beispiel für die Verwendung der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung detailliert beschrieben.
  • Zunächst wird die Platte einer Reinigungsbehandlung unterzogen, mit destilliertem Wasser abgespült und dann getrocknet. Die erfindungsgemäße leitfähige Zusammensetzung, enthaltend 0,4–10 Gew.-% Zinnoxid (SnO2), 4,5–7,0 Gew.-% eines Dispersionsmittels, 3,5–7,0 Gew.-% eines Antiabsorptionsmittels, 0,8–4,0 Gew.-% eines Verdampfungsinhibitors und 0,020–0,25 Gew.-% eines Tensids, bezogen auf das Gesamtgewicht des alkoholischen Lösungsmittels, wird durch Spinbeschichtung oder Aufsprühen auf die Innenseite einer Platte geschichtet, wodurch eine leitfähige Schicht mit einer Dicke von 0,5–1,0 μm gebildet wird. Zur Bildung einer photoleitenden Schicht wird eine photoleitende Zusammensetzung auf die leitfähige Schicht aufgeschichtet. Die photoleitende Schicht wird mit einem Coronalader elektrisch geladen und ein vorbestimmter Teil davon durch eine Schattenmaske belichtet. Der belichtete Teil der photoleitenden Schicht wird so eingestellt, daß er in einem elektrisch neutralen Zustand vorliegt, und grün-, blau- und rot-emittierende Leuchtstoffzusammensetzungen jeweils an den unbelichteten Teil gebunden. Die Leuchtstoffe werden durch Verwendung eines stark flüchtigen Lösungsmittels, wie Methanol, Ethanol oder einer Mischung davon, halb verfestigt. Dann wird die Leuchtstoffzusammensetzung vollständig auf der entstandenen Platte der Farbkathodenstrahlröhre mit Hilfe eines Infrarotheizgeräts geschmolzen, wodurch ein Leuchtstoffbildschirm gebildet wird.
  • Die Dicke der leitfähigen Schicht beträgt hier 0,5–1,0 μm. Wenn die Dicke weniger als 0,5 μm beträgt, wird die Leitfähigkeit der Schicht herabgesetzt. Wenn auf der anderen Seite die Dicke mehr als 1,0 μm beträgt, werden Stabilität und Transparenz der Schicht verschlechtert.
    •
  • Im folgenden wird das Herstellungsverfahren anhand des nachfolgenden Beispiels erklärt; die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
  • Die elektrisch leitfähige Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wurde folgendermaßen hergestellt:
    Figure 00060001
  • Die hergestellte Zusammensetzung wurde auf die Innenseite einer Glasplatte einer Farbkathodenstrahlröhre geschichtet, wodurch eine elektrisch leitfähige Schicht gebildet wurde. Die Dicke der Schicht betrug 1 μm.
  • Nach Trocknen der leitfähigen Schicht wurde ihr Oberflächenwiderstand gemessen. Die leitfähige Schicht besaß einen geringen Oberflächenwiderstand von 108 Ω/☐.
  • Die Menge an nach dem Sinterverfahren zurückbleibenden Rückständen war im Vergleich zu der konventionellen Zusammensetzung vermindert, was zu einer Erhöhung der Luminanz führte.
  • Wie oben erwähnt, weist die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Zusammensetzung, welche für eine elektrisch leitfähige Schicht bei der Herstellung einer Farbkathodenstrahlröhre durch eine elektrophotographische Technik verwendet werden kann, gute Beschichtungseigenschaften, Löslichkeit und thermische Stabilität auf und kann bei Raumtemperatur schnell getrocknet werden. Außerdem besitzt eine aus der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Zusammensetzung gebildete elektrisch leitfähige Schicht einen geringen Oberflächenwiderstand und erhöhte Luminanz aufgrund der Verminderung der Rückstände, die während des Sinterverfahrens bei der Herstellung einer Farbkathodenstrahlröhre zurückbleiben.

Claims (6)

  1. Elektrisch leitfähige Zusammensetzung, enthaltend 0,4–10 Gew.-% Zinnoxid (SnO2), 4,5–7,0 Gew.-% eines Dispersionsmittels, 3,5–7,0 Gew.-% Methylcellosolve und/oder 2-Ethoxyethanol als Antiabsorptionsmittel, 0,8–4,0 Gew.-% Dimethylformamid und/oder Diocylphthalat als Verdampfungsinhibitor und 0,020–0,25 Gew.-% eines Tensids, bezogen auf das Gesamtgewicht eines alkoholischen Lösungsmittels.
  2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das alkoholische Lösungsmittel Methanol, Ethanol oder eine Mischung davon ist.
  3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Dispersionsmittel t-Butanol und/oder t-Amylalkohol ist.
  4. Verfahren zum Herstellen eines Kolbens für eine Kathodenstrahlröhre mit einer Vorderplatte, auf die eine elektrisch leitfähige Schicht, eine photoleitende Schicht und ein Leuchtstoffbildschirm nacheinander aufgebildet sind, einem Trichter, der mit der Vorderplatte verbunden und mit einer Elektronenkanone ausgestattet ist, und einem Ablenkjoch, bei dem die elektrisch leitfähige Schicht aus einer elektrisch leitfähigen Zusammensetzung, enthaltend 0,4–10 Gew.-% Zinnoxid (SnO2), 4,5–7,0 Gew.-% eines Dispersionsmittels, 3,5–7,0 Gew.-% Methylcellosolve und/oder 2-Ethoxyethanol als Antiabsorptionsmittel, 0,8–4,0 Gew.-% Dimethylformamid und/oder Diocylphthalat als Verdampfungsinhibitor und 0,020–0,25 Gew.-% eines Tensids, bezogen auf das Gesamtgewicht eines alkoholischen Lösungsmittels, gebildet wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die elektrisch leitfähige Schicht eine Dicke von 0,5–1,0 μm besitzt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die elektrisch leitfähige Schicht einen Oberflächenwiderstand von 107–108 Ω/☐ besitzt.
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