DE69214111T2

DE69214111T2 - Kathodenstrahlenrohrphosphor und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE69214111T2
Application number: DE69214111T
Authority: DE
Inventors: Shoichi Bando; Miyuki Sumitomo; Ichiro Takeoka
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2012-12-23
Also published as: MY128981A; EP0549327A3; DE69214111D1; EP0549327B1; JP2770629B2; JPH05179235A; US5336080A; SG85065A1; EP0549327A2; TW203144B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leuchtstoff zum Gebrauch in einer Kathodenstrahlröhre, insbesondere in einer Farb-Kathodenstrahlröhre. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren der Herstellung eines Leuchtstoffs zum Gebrauch in einer Kathodenstrahlröhre, insbesondere in einer Farb-Kathodenstrahlröhre, das einen verbesserten Schritt der Leuchtstoffoberflächenbehandlung enthält.
Wie gut bekannt ist, werden grün-, blau- und rot-emittierende Leuchtstoffe in Punkten oder Streifen auf einem Leuchtstoffschirm einer Farbkathodenstrahlröhre gebildet. Gewöhnlich wird ein Aufschlämmungsprozeß als ein Verfahren zur Bildung dieses Leuchtstoffschirmes verwendet.
Der Aufschlämmprozeß wird im folgenden kurz beschrieben. Leuchtstoffteilchen werden in einer wässerigen Lösung suspendiert, die hauptsächlich PVA und Ammonium-Bichromat enthält, um eine Beschichtungsschlämmung vorzubereiten. In einer Beschichtungsmaschine, wie einem Schleuderbeschichter (englisch: spin coater), wird ein Schirmträger angeordnet. Die Beschichtungsschlämmung wird auf der inneren Oberfläche des Schirmträgers vergossen, angeordnet und über die gesamte Fläche verteilt. Danach wird der Schirmträger mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht, um einen Aufschlämmungsüberschuß fortzuschleudern. Die aufgetragene Aufschlämmung wird getrocknet, um eine Auftragsschicht zu bilden. Diese Auftragsschicht durch eine Schattenmaske mit einem vorbestimmten punktartigen oder streifenartigen Muster belichtet. Die belichtete Auftragsschicht wird entwickelt und eine überschüssige Leuchtstoffschicht wird weggewaschen, um einen Leuchtstoffschirm zu bilden, der das vorbestimmte Muster auf den Schirmträger aufweist. Für einen Leuchtstoffschirm für eine Farbkathodenstrahlröhre wird dieses Verfahren in Folge für grün-, blau- und rot-lumineszierende Leuchtstoffe durchgeführt.
Ein Leuchtstoffschirm, der unter Verwendung dieses Aufschlämmprozesses gebildet wird, muß allgemein die folgenden Kennwerte besitzen.
i) Dichte Punkte oder Streifen werden mit einer gleichförmigen Schichtdicke gebildet.
ii) Die Punkte oder Streifen werden genau gebildet. Das heißt, daß nachdem Leuchtstoffe einzelner Farben aufgetragen worden sind, sämtliche Punkte oder Streifen an vorbestimmten Positionen mit einer vorbestimmten Gestalt, Breite und Größe aufgetragen werden.
iii) Punkte oder Streifen blättern nicht von einem schirmträger ab, d.h., daß eine gute Bindungsneigung gegeben ist.
iv) Es tritt keine Kontaminierung auf. Das heißt, daß ein Leuchtstoff, der Punkte oder Streifen von einer lumineszierenden Komponente bildet, sich nicht mit einem angrenzenden Leuchtstoff einer anderen lumineszierenden Komponente mischt oder überlappt
v) Es tritt kein Schleier auf. Das heißt, daß nachdem eine unbelichtete Leuchtstoffschicht fortgewaschen worden ist, keine Leuchtstoffschicht auf einem Schirmträger bleibt.
Die oben angegebenen Kennwerte werden durch den Oberflächenzustand eines Leuchtstoffs beeinflußt. Aus diesem Grund wurden verschiedene Kathodenstrahlröhren-Leuchtstoffe entwickelt, bei denen verschiedene Oberflächenbehandlungssubstanzen an Leuchtstoffe adhäriert oder auf diese aufgetragen werden, um die Oherflächenzustände der Leuchtstoffe zu verbessern.
Eine der Oberflächenbehandlungssubstanzen, die gegenwärtig am meisten verwendet wird, ist Siliziumdioxid (SiO&sub2;; im folgenden als Silika bezeichnet). Ein Leuchtstoff, der Silika als Oberflächenbehandlungssubstanz enthält, wird gewöhnlich durch Zusatz einer wässerigen Lösung, die ein Kieselsäureion enthält, oder von ultrafeinem Silikat zu einer Leuchtstoffsuspension und durch Zusatz einer Elektrolytlösung, die z.B. ein Zn oder Al Ion enthält, erhalten, so daß diese Zusätze auf der Oberfläche des Leuchtstoffs ausflocken, um auf dieser eine Silikatverbindung zu erzeugen.
Zum Beispiel beschreibt die veröffentlichte geprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 50-15747 ein Verfahren zur Durchführung einer Oberflächenbehandlung für einen Leuchtstoff unter Verwendung von Zinksilikat durch Zusatz von Kalium-Wasserglas und Zinksulfat zu einer wässerigen Suspension des Leuchtstoffs, und die veröffentlichte, geprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 61- 46512 beschreibt einen Leuchtstoff, der durch Silika und eine Zinkverbindung oberflächenbehandelt worden ist.
Diese Leuchtstoffe, die in den obigen veröffentlichten, geprüften japanischen Patentanmeldungen beschrieben werden, sind jedoch noch ungenügend, um alle oben angegebenen Charakteristiken gemäß den Punkten i) bis v) zu erfüllen.
Zum Beispiel kann das Anhaften von Zinksilikat an einen Leuchtstoff die Dispersibilität von Leuchtstoffteilchen in der photoempfindlichen Harzlösung, die oben beschrieben wurde, verbessern, wodurch die Charakteristiken gemäß den obigen Punkten i), ii) und iii) erfüllt werden. Da diese Leuchtstoffteilchen jedoch zu benachbarten Punkten streuen, können die Charakteristiken der Punkte iv) und v) nicht erfüllt werden.
Andererseits kann der Leuchtstoff, der wie oben beschrieben mic Wasserglas und Zink behandelt worden ist, keine der obigen Charakteristiken der Punkte i) bis v) genügend erfüllen.
Wie oben beschrieben, werden gegenwärtig die Techniken des Ausflockens Koagulierens von Silika unter Verwendung einer Verbindung von z.B. Zn oder Al am häufigsten verwendet, um eine Oberflächenbehandlung für einen Leuchtstoff auszuführen, die die obigen Charakteristiken der Punkte i) bis v) zu einem gewissen Grad erfüllen. Da jedoch eine HDTV (eine Hochauflösungs-Kathodenstrahlröhre) und dergl. entwickelt worden sind, ist ein starker Bedarf an einem Leuchtstoff entstanden, der bessere Beschichtungscharakteristiken aufweist.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Situation getätigt und hat die Aufgabe, einen Kathodenstrahlröhren-Leuchtstoff bereitzustellen, der in der Lage ist, sämtliche oben beschriebenen Charakteristiken zu erfüllen, und insbesondere hervorragend hinsichtlich der Charakteristiken von i) Dichte, iv) Querverunreinigung und v) Schleier ist, und ein Verfahren zur Herstellung eines Kathodenstrahlröhren- Leuchtstoffs bereitzustellen, das einen verbesserten Oberflächenbehandlungsschritt enthält.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Kathodenstrahlröhrenleuchtstoff bereitgestellt, der umfaßt: Leuchtstoffteilchen; und eine Oberflächenbehandlungssubstanz, die auf Oberflächen der Leuchtstoffteilchen aufgetragen ist und aus einer Mischung besteht, die ein Metallalginat, das mindestens eine Art eines Metalls enthält, das aus der Gruppe bestehend aus Zn, Al und einem Erdalkalimetall ausgewählt ist und mindestens eine Art eines wasserlöslichen Binders (Bindemittel) umfaßt, der aus der Gruppe bestehend aus Gummiarabikum, Gelatine, Polymethacrylamid und Polyvinylalkohol ausgewählt ist.
Außerdem wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines Kathodenstrahlröhren-Leuchtstoffs bereitgestellt, das die Schritte umfaßt: Bildung von Leuchtstoffteilchen unter Verwendung eines Leuchtstoffmaterials, das eine Leuchtstoffmatrix, einen Aktivator und ein Flußmittel enthält;
Suspendieren der Leuchtstoffteilchen in einem Dispersoid, um eine Leuchtstoffaufschlämmung vorzubereiten;
Zusatz mindestens einer Art eines wasserlöslichen Binders, der aus der Gruppe bestehend aus Gummiarabikum, Gelatine, Polymethacrylamid und Polyvinylalkohol ausgewählt ist, eines wasserlöslichen Alginats und einer wässerigen Lösung, die mindestens eine Art eines Metallions enthält, das aus der Gruppe bestehend aus Zink, Aluminium und einem Erdalkalimetall ausgewählt ist, als Oberflächenbehandlungsmittel zu der Leuchtstoffaufschlämmung; und Einstellung der sich ergebenden Leuchtstoffaufschlämmung, um einen vorbestimmten pH-wert aufzuweisen, um die Oberflächen der Leuchtstoffteilchen zu behandeln.
Erfindungsgemäß machen es die wirkungen eines vorbestimmten wasserlöslichen Binders und eines Alginats, das ein vorbestimmtes Metall enthält, die an die Oberflächen der Leuchtstoffteilchen adhäriert sind, möglich, einen Kathodenstrahlröhren-Leuchtstoff bereitzustellen, der nicht nur hinsichtlich der Dispersibilität, sondern auch hinsichtlich der Adhäsion hervorragend und in der Lage ist, einen guten Leuchtstoffschirm zu bilden, der im wesentlichen schleierfrei ist.
Ein Leuchtstoff gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus Leuchtstoffteilchen und einer Oberflächenbehandlungssubstanz, die auf dem Leuchtstoff gebildet ist. Diese Oberflächenbehandlungssubstanz ist eine Mischung aus mindestens einer Art eines wasserlöslichen Binders, der aus der Gruppe bestehend aus Gummiarabikum, Gelatine, Polymethacrylamid und Polyvinylalkohol ausgewählt ist, und einem Metallalginat, das mindestens eine Art eines Metalls enthält, das aus der Gruppe bestehend aus Zn, Al und einem Erdalkalimetall ausgewählt ist.
Ein Leuchtstoff der oben angegebenen Art kann zum Beispiel durch das folgende Verfahren hergestellt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt allgemein einen Schritt der Bildung von Leuchtstoffteilchen und einen Schritt der Ausführung einer Oberflächenbehandlung der gebildeten Leuchtstoffteilchen.
Um Leuchtstoffteilchen herzustellen, wird ein Leuchtstoffmaterial verwendet, das eine Leuchtstoffmatrix, einen Aktivator und ein Flußmittel enthält, die mit einem bestimmten Mischungsverhältnis vermischt sind. Es ist gängige Praxis, dieses Leuchtstoffmaterial zu kalzinieren, grob zu pulverisieren, zu waschen und zu klassifizieren, um Leuchtstoffteilchen mit bestimmten Teilchengrößenverteilung zu erhalten.
Darauffolgend werden die erhaltenen Leuchtstoffteilchen einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung einer Oberflächenbehandlungssubstanz unterzogen.
Zuerst werden die Leuchtstoffteilchen in einem Dispersoid suspendiert, um eine Leuchtstoffaufschlämmung vorzubereiten. Ein bestimmter wasserlöslicher Binder und eine wässerige Lösung, die ein wasserlösliches Alginat und ein bestimtes Metall enthalten, werden als Oberflächenbehandlungsmittel der Leuchtstoffaufschlämmung zugesetzt. Der wasserlösliche Binder ist mindestens eine Art, die aus der Gruppe bestehend aus Gummiarabikum, Gelatine, Polymethacrylamid und Polyvinylalkohol ausgewählt ist. Die wässerige Lösung enthält ein wasserlösliches Alginat und mindestens eine Art eines Metallions, das aus der Gruppe bestehend aus Zink, Aluminium und Erdalkalimetall ausgewählt ist. Danach wird die sich ergebende Leuchtstoffaufschlämmung eingestellt, um einen bestimmten pH-Wert aufzuweisen.
Das obige Oberflächenbehandlungsverfahren wird im einzelnen unten unter Bezug auf einen Fall beschrieben, bei dem Gelatine und Gummiarabikum als die wasserlöslichen Binder, Natriumalginat als das wasserlösliche Alginat und eine wässerige Zinksulfatlösung als die wässerige Lösung, die ein Metallion enthält, beispielhaft verwendet werden.
Zuerst werden Gelatine und Gummiarabikum, Natriumalginat und eine wässerige Zinksulfatlösung einer Leuchtstoffaufschlämmung zugesetzt, die durch suspendieren eines Leuchtstoffs erhalten wurde. Wenn die wässerige Zinksulfatlösung der Aufschlämmung zugesetzt wird, die Natriumalginat enthält, so wird das Natriumion im Natriumalginat mit Zinkionen in der Aufschlämmung ersetzt, um wasserunlösliches Zinkalginat herzustellen, und dieses wasserunlösliche Zinkalginat haftet an der Oberfläche des Leuchtstoffs an. In diesem Fall haftet Zinkalginat an der Leuchtstoffoberfläche an, während Teilbereiche der Gelatine und des Gummiarabikum, die in der Aufschlämmung gelöst sind, absorbiert oder eingeschlossen werden. Wenn z.B. der pH-Wert der Aufschlämmung unter Verwendung von Ammoniumwasser auf 7,2 oder höher eingestellt wird, bilden Zinkionen, die in der Aufschlämmung verbleiben, einen Zinkverbindungsniederschlag (z.B. Basis-Zinksulfat oder -Zinkhydroxid). Folglich flockt dieser Zinkverbindungsniederschlag überschüssige Gelatine und Gummiarabikum, die in der Aufschlämmung gelöst sind, aus und haftet gemeinsam mit dem oben beschriebenen Zinkalginat an der Oberfläche des Leuchtstoffs an. Folglich wird die Oberfläche des Leuchtstoffs durch diese Oberflächenbehandlungssubstanzen behandelt. Diese Oberflächenbehandlungssubstanzen werden durch Trocknung bei 80 bis 200ºC stärker adhäriert, nachdem der Leuchtstoff vom Wasser getrennt ist.
Es ist auch möglich, Silika als ein Oberflächenbehandlungszusatz auf den Oberflächen der Leuchtstoffteilchen zu adhärieren, die somit oberflächenbehandelt werden. Das Adhärieren von Silika verbessert ferner die Beschichtungskennwerte einer Leuchtstoffaufschlämmung, die unter Verwendung dieses Leuchtstoffs vorbereitet wurde. Silika kann lediglich durch Zusetzen von kolbidalem Silika oder einer wässerigen Lösung, die z.B. Sillkatsäureionen enthält, als ein Oberflächenbehandlungszusatz, während des obigen Oberflächenbehandlungsverfahrens zu der Leuchtstoffaufschlämmung adhäriert werden. Mit dem Zusetzen dieses Oberflächenbehandlungszusatzes adsorbiert oder co-abscheidet das Metallalginat, das wie oben beschrieben, hergestellt worden ist, einen Teil des Silika und adhäriert dieses an der Leuchtstoffoberfläche. Zusätzlich flockt bei pH-Einstellung das Silika in den Niederschlag in der wässerigen Lösung aus und adhäriert gemeinsam mit dem wasserlöslichen Binder und Zinkalginat an der Leuchtstoffoberfläche. Als die wässerige Lösung, die Silikatsäureionen enthält, die zugesetzt werden sollen, Können zum Beispiel Kalium, Wasserglas oder Natrium-Wasserglas verwendet werden. Als Silika können teilchenförmiges Silika, Kolloidales Silika oder dergl. verwendet werden.
Bei dem Oberflächenbehandlungsverfahren gemäß der Erfindung können der wasserlösliche Binder, Silika und dergl., die nicht durch das Metallalginat vollständig adsorbiert oder eingeschlossen werden können, durch den Niederschlag von Zn, Al oder ein Erdalkalimetall gefleckt und durch Ausführung einer pH-Einstellung an der Leuchtstoffoberfläche adhäriert werden.
Als ein pH-Einstellmittel ist es möglich, eine Substanz zu verwenden, die einen Niederschlag eines Metall Salzes von z.B. Zn oder Al oder einem Phosphat von einem Erdalkalimetall zwischen den pH-Werten 6 und 11 bildet. Beispiele eines solchen pH-einstellenden Mittels sind wässerige Alkalilösungen von Ammoniumwasser, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Ammoniumphosphat, Natriumphosphat und Kaliumphosphat.
Beispiele des wasserlöslichen Alginats zum Gebrauch beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffes sind Alkalimetallalginate wie Natriumalginat und Kaliumalginat.
Es ist möglich, als wasserige Lösung die Zink-, Aluminium- oder Erdalkalimetall-Ionen enthält, allgemein wasserlösliche Metallsalze wie Zinksulfat, Zinknitrat, Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid, Calciumchlorid und Magnesiumnitrat zu verwenden.
Die Menge von jedem des wasserlöslichen Binders und des wasserlöslichen Alginats, die der Leuchtstoffaufschlämmung zuzusetzen sind, wird auf 0,001 bis 1,0 Gew.-% in Bezug auf den Leuchtstoff eingestellt. Die Menge der wässerigen Lösung, die Zink, Aluminium oaer ein Erdalkalimetall enthält, wird auf 0,001 bis 2,0 Gew.-% als eine Menge eines Metalls eingestellt, das in der wässerigen Lösung enthalten ist.
Wenn kolloidales Silika oder dergl. zugesetzt werden soll, so beträgt die Zusatzmenge 0,01 bis 1,0 Gew.-% als eine Silikamenge, die in einer wässerigen Lösung aus kolloidalem Silika enthalten ist. Falls die Menge des wasserlöslichen Binders oder Alginats niedriger als 0,001 Gew.-% ist, so können keine bevorzugten Beschichtungscharakteristiken erzielt werden. Falls die Menge 1,0 Gew.-% übersteigt, so neigen die Leuchtstoffteilchen dazu, unter der Wirkung des Binders gemeinsam in eine Aufschlämmung auszuflocken.
Das Verhältnis des wasserlöslichen Alginats zu dem wasserlöslichen Binder beträgt als Gewichtsverhältnis vorzugsweise 0,01 bis 10 des wasserlöslichen Alginats in Bezug auf 1,0 des wasserlöslichen Binders. Falls das Verhältnis niedriger als 0,01 ist oder 10 übersteigt, so ist es nicht möglich, die bevorzugten Beschichtungscharakteristiken zu erzielen.
Das heißt, daß Substanzen, die an der Oberfläche des Leuchtstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung adhäriert sind, ein Metallalginat, das mindestens durch eines von Zink, Aluminium und einem Erdalkalimetall substituiert ist, und ein wasserlöslicher Binder sind, der durch ein Phosphat oder ein basisches Salz, z.B. von Zink, ausgeflockt ist. Vorzugsweise wird zusätzlich Silika adhäriert. Zusätzlich zu diesen Substanzen besteht auf der Leuchtstoffoberfläche die Möglichkeit, daß ein Niederschlag aus einer Metallverbindung adhäriert, die durch Zusatz einer Alkalioder Phosphor-Säure zu einer wässerigen Lösung gebildet ist, die Zn, Al oder ein Erdalkalimetall enthält. Falls diese Substanz an der Leuchtstoffoberfläche adhäriert, werden die Beschichtungscharakteristiken des Leuchtstoffs jedoch nicht sämtlich günstig beeinflußt.
Ein Leuchtstoff zum Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung kann jeder Leuchtstoff sein, der gewöhnlich als ein Kathodenstrahlröhren-Leuchtstoff verwendet wird. Beispiele sind grün-lumineszierende, Zinksulfid-basierende und Zinksulfid-Kadmium-basierende Leuchtstoffe, die durch Kupfer und Gold aktiviert und z. B. durch Aluminium und Halogene co-aktiviert sind; blau-lumineszierende, Zinksulfid-basierende und Zinksulfid- Kadmium-basierende Leuchtstoffe, die durch Silber aktiviert und z.B. durch Aluminium und Halogene co-aktiviert sind; und rot-lumineszierende, Yttriumoxid- basierende und Yttrium-Oxysulfid-basierende Leuchtstoffe, die mit Europium aktiviert sind. Es ist auch möglich, Pigment-adhärierte Leuchtstoffe zu verwenden, die durch Anhaften von grünen, blauen und roten Pigmenten unter Verwendung eines organischen Binders, eines anorganischen Binders oder dergl. an diesen Leuchtstoffen hergestellt werden.
Wie eben beschrieben wurde, werden mindestens eine Art eines wasserlöslichen Binders, der aus der Gruppe bestehend aus Gummiarabikum, Gelatine, Polymethacrylamid und Polyvinylalkohol ausgewählt ist, und ein Metallalginat, das mindestens ein Metall enthält, das aus der Gruppe bestehend aus Zn, Al und einem Erdalkalimetall ausgewählt ist, an der Oberfläche des erfindungsgemäßen Leuchtstoffs adhäriert.
Wenn eine Leuchtstoffaufschlämmung unter Verwendung dieses Lieuchtstoffs zubereitet wird, wird für den Leuchtstoff in der Aufschlämmung ein bester Oberflächenzustand erhalten. Das heißt, diese Aufschlämmung besitzt zu einem gewissen Grad eine geeignete Dispersibilität und Kohäsivität. Dieser Oberflächenzustand des erfindungsgemäßen Leuchtstoffs verbessert bemerkenswert die Beschichtungskennwerte des Leuchtstoffs in dem Aufschlämmungsprozeß.
Falls diese Dispersibilität zu hoch ist, wird der Leuchtstoff in der Leuchtstoffaufschlämmung nicht gesetzt, wobei dies die Dicken der Punkte und einer Leuchtstoffschicht verringert, die durch Auftragen der Aufschlämmung gebildet ist. Wenn Leuchtstoffe verschiedener Farben getrennt zu verschiedenen Zeiten aufgetragen werden, ist es außerdem wahrscheinlich, daß Leuchtstoffteilchen einer Farbe zu einer Leuchtstoffschicht einer anderen Farbe gestreut werden, so daß eine Kontaminierung verursacht wird. Falls dazu im Gegensatz die Dispersibilität zu niedrig ist, so wird die Dichte der Leuchtstoffteilchen mit dem Ergebnis verringert, daß die Schärfe der Punkte oder Streifen verschlechtert wird.
Eine zu hohe Dispersibilität führt, wie oben beschrieben zum Auftreten einer Querverunreinigung. Gründe dieser Querverunreinigung umfassen zum Beispiel einen physikalischen Beitrag und einen elektrischen Beitrag.
Der physikalische Beitrag besteht darin, daß beim Bilden von Leuchtstoffschichten verschiedener Farben getrennt zu verschiedenen Zeiten, falls die Kohäsivität eines Leuchtstoffs niedrig ist und eine große Anzahl von feinen Leuchtstoffteilchen besteht, feine Leuchtszoffteilchen eingefangen werden und in einer Lücke zwischen einer bereits gebildeten Leuchtstoffschicht und einem Schirmträger zurückgehalten werden können. Der elektrische Beitrag besteht darin, daß im Oberflächenpotential zwischen Leuchtstoffen eine beträchtliche Differenz eingeführt wird, falls lediglich eine herkömmliche Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Silikats durchgeführt wird, und die daraus folgende Anziehung verursacht eine Querverunreinigung. Es ist zu bemerken, daß das Oberflächenpotential allgemein ein spezifisches Gleichgewichtspotential bedeutet, das auf der Oberfläche eine Substanz erzeugt wird, wenn die Substanz in ein Lösungsmittel getaucht wird. Substanzen, die Oberflächenpotentiale aufweisen, welche nahe beieinander liegen, stoßen sich gegenseitig ab und Substanzen, die Oberflächenpotentiale aufweisen, die voneinander getrennt sind, ziehen einander an.
Der Binder adhäriert erfindungsgemäß, wenn die Leuchtstoffoberfläche mit einem wasserlöslichen Binder und Metallalginat hehandelt wird, an feinen Leuchtstoffteilchen, wodurch die feinen Leuchtstoffteilchen aneinander hängen, so daß sekundäre Teilchen gebildet werden. Daher wird die Anzahl der feinen Leuchtstoffteilchen verringert, um es zu ermöglichen, in einem gewissen Grad die Kohäsivität beizubehalten. Dies beseitigt den obigen physikalischen Beitrag. Als der Binder, der bei der Bildung von Leuchtstoffschichten auf einem Schirmträger verwendet wird, werden häufig Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidon und Polvvinylstilbazolium verwendet. Eine Leuchtstoffschicht, die einmal gebildet ist, enthält eine große Menge dieses Binders. Beim Auftragen einer Leuchtstoffaufschlämmung einer Farbe auf einem Schirmträger, auf dem bereits eine Leuchtstoffschicht einer anderen Farbe gebildet ist, wirkt der organische Binder, der an dem Leuchtstoff gemäß der vorliegenden Erfindung adhäriert ist, derart, daß die Differenz des Oberflächenpotentials zwischen der Leuchtstoffaufschlämmung und der Leuchtstoffschicht verringert wird. Daher tritt eine elektrostatische Anziehung zwischen dem Leuchtstoff in der Aufschlämmung und der Leuchtstoffschicht selten auf. Dies beseitigt den obigen elektrischen Beitrag. Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen unten mittels ihrer Ausführungsbeispiele beschrieben.

Ausführungsbeispiele

Ausführungsbeispiel 1

Ein Kilogramm eines ZnS:Cu, Al-Leuchtstoffs als ein grünlumineszierender Leuchtstoff wurde in 3 l entionisiertem Wasser (im folgenden als Wasser bezeichnet) suspendiert, um eine Leuchtstoffsuspension vorzubereiten. 5 ml einer 10%-igen wässerigen Lösung und 50 ml einer 1-%igen heißen wässerigen Natriumalginatlösung wurden als wasserlösliche Binder der vorbereiteten Suspension zugesetzt, und die sich ergebende Mischung wurde gerührt.
0,5 g kolloidalen Silikas (SNOWTEX N : erhältlich über Nissan Chemical Industries, Ltd. wurden der sich ergebenden Lösung unter Rühren zugesetzt. 20 ml eines 10%-igen wässerigen Zinksulfats (ZnSO&sub4;) (ungefähr 0,08 % als eine Zn-Menge in Bezug auf einen Leuchtstoff) wurden der Lösung weiterhin unter Rühren zugesetzt und die Mischung wurde für 10 Minuten gerührt.
Ammoniumwasser wurde in nie sich ergebende Leuchtstoffsuspension unter Rühren getropft, um den pH-Wert auf 7,4 einzustellen. Nach der pH-Einstellung wurde die Lösung für 10 Minuten gerührt, und dann wurde nas Rühren beendet. Die sich ergebende Lösung wurde stehen gelassen, um den Leuchtstoff zu setzen.
Danach wurde die Leuchtstoffsuspension in einen Nutsche-Trichter übertragen, in dem ein Filterpapier angeordnet ist. Der Leuchtstoff wurde durch Unterdruckabsaugen unter Verwendung einer Vakuumpumpe abgetrennt und mit 5 l Wasser gewaschen.
Der Leuchtstoff wurde aus dem Nutsche-Trichter entfernt und bei 110ºC über Nacht getrocknet. Der sich ergebende Leuchtstoff wurde durch einen 200-Mesh-Schirm gesiebt, um den gewünschten Leuchtstoff zu erhalten.

Ausführungsbeispiele 2 - 14 und Vergleichsbeispiele 1 - 11

Leuchtstoffe wurden denselben Verfahrensweisen wie bei Ausführungsbeispiel 1 folgend präpariert, außer daß die Art eines verwendeten Leuchtstoffs, die Arten und die Zusatzmengen von einem wasserlöslichen Binder, Natriumalginat als einem Alginat, Silika, Zn, Al und einem Erdalkalimetall, und der pH-Wert verändert wurden, wie es in der Tabelle 1 gezeigt ist.
100 Gewichtsteile von jedem erhaltenen Leuchtstoff wurden mit 110 Gewichtsteilen Wasser, 7,5 Gewichtsteilen Polyvinylalkohol, der mit einer normalen Gebrauchskonzentration präpariert worden ist, 0,4 Gewichtsteilen Ammoniumbichromat und 0,7 Gewichtstellen eines grenzflächenaktiven Stoffs gemischt, wodurch eine Beschichtungsaufschlämmung präpariert wurde. Jede Beschichtungsaufschlämmung wurde in Punkten auf einen Schirmträger aufgetragen, und die Charakteristiken der erhaltenen Leuchtstoffschicht wurden beurteilt. Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Es soll festgestellt werden, daß in der Tabelle die Menge jedes Leuchtstoffs 1 kg beträgt und die Menge (g) von Silika durch einen umgewandelten SiO&sub2;-Wert repräsentiert wird. Es ist auch festzustellen, daß ein Pigment-adhärierter Y&sub2;O&sub2; Beuchtstoff gemäß Ausführungsbeispiel 14 unter Adhärierung von 0,3 Gew.-% roten Eisenoxids an Leuchtstoffteilchen unter Verwendung von 0,3% Gelatine und Natriumalginat präpariert wurde.
Die Beurteilungen der Kennwerte wurden wie folgt ausgeführt.

Beurteilung der Querverunreinigung

In dem Fall, in dem ein blau-emittierender Leuchtstoff und ein grün-emittierender Leuchtstoff in dieser Reihenfolge aufeinanderfolgend aufgetragen werden können, wurden z.B. ultraviolette Strahlen von der äußeren Oberfläche eines Schirmträgers aufgestrahlt, um eine Lumineszenz auf dem Leuchtstoffschirm zu verursachen, und Teilchen des blau-emittierenden Leuchtstoffs, die auf Punkten des grün-emittierenden Anteils pro Einheitsfläche (0,2 mm x 0,2 mm) verblieben, wurden unter Verwendung eines Mikroskops gezählt. Die so an zehn Stellen erhaltenen Zählungen wurden gemittelt. Dies wird durch B/G dargestellt. In dem Fall einer umgekehrten Beschichtungsreihenfolge wird die mittlere Anzahl von Teilchen eines grün-emittierenden Leuchtstoffs, die auf einem blau-emittierenden Bestandteil verbleiben, durch G/B repräsentiert. In ähnlicher Weise wird die mittlere Anzahl von Teilchen eines rot-emittierenden Leuchtstoffs der auf einem blau-emittierenden Anteil verbleibt, durch R/G dargestellt, und die mittlere Anzahl von Teilchen eines rot-emittierenden Leuchtstoffs, der auf Punkten eines grün-emittierenden Bestandteils verblieben ist, wird durch R/G dargestellt.

Bewertung des Schleiers

Nachdem eine Leuchtstoffschicht gebildet wurde, wurden Leuchtstoffteilchen, die in einer Form zurückblieben, welche sich von einer gewünschten Punktgestalt auf einen Schirmträger unterschieden, unter Verwendung eines optischen Mikroskops gezählt und der Mittelwert der Zählungen an 10 Orten wurde berechnet.

Bewertung der Dichte

Eine Leuchtstoffoberfläche, die dürch Bildung einer Leuchtstoffschicht erhalten wurde, wurde mit einer Fluoreszenzlampe von der äußeren Oberfläche eines Schirmträgers her beleuchtet, und das durch die Punkte übertragene Licht wurde mittels eines optischen Mikroskops beobachtet. Jede Dichte wurde auf der Grundlage von maximal 5 Punkten bewertet, wobei angenommen wurde, daß die Dicnte der Punkte eines herkömmlichen Leuchtstoffs, beim Vergleichsbeispiel 1 erzielt wurde, drei Punkte als Standard war.
Die Kontrollprobe 1 zeigt Charakteristiken eines herkömmlichen Leuchtstoffs, der mit einer typischen Oberflächenbehandlungssubstanz behandelt wurde, die aus einer Abscheidung aus Silika und einer Zn-Verbindung besteht. Der Leuchtstoff auf Kontrollprobe 1 war ungenügend hinsichtlich der Kontamination und der Schleiercharakteristiken.
Die Kontrollprobe 2 zeigt Charakteristiken eines herkömmlichen Leuchtstoffs, der mit Gelatine und Natriumalginat behandelt wurde. Der Leuchtstoff auf Kontrollprobe 2 ist ungenügend hinsichtlich der Kontamination der Schleiercharakteristiken, jedoch geringfügig besser als Kontrollprobe 1. Jedoch selbst der verbesserte herkömmliche Leuchtstoff ist beträchtlich einem erfindungsgemäßen Leuchtstoff unterlegen, der mit einer Substanz behandelt wurde, die einen wasserlöslichen Binder, Alginat und eine Zn-Verbindung umfaßt.
Ein herkömmlicher Leuchtstoff auf Kontrollprobe 3 umfaßt eine Oberflächensubstanz, die eine Abscheidung aus Zn-Alginat und auf diesem einer Zn-Verbindung umfaßt, wobei dies weiter gegenüber Kontrollprobe 2 verbesserte Charakteristiken, zeigt, jedoch im Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Leuchtstoff unterlegen ist.
Von den Kontrollproben 2 und 3 ist ersichtlich, daß eine genügende Dichte, Kontamination und Schleiercharakteristiken nicht erzielt werden können, wann immer eine Komponente unter dem wässerigen Binder, Metall und Alginat nicht in einer Oberflächenbehandlungssubtanz enthalten ist.
Ein herkömmlicher Leuchtstoff auf Kontrollprobe 4 umfaßt eine Oberflächensubstanz, die eine Abscheidung eines wässerigen Binders und einer Zn-Verbindung umfaßt (kein Alginat enthalten), es tritt jedoch keine Verbesserungen hinsichtlich der Dichte, Kontamination und Schleiercharakteristiken auf.
Es ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Leuchtstoff, der alle Komponenten, d.h. einen wässerigen Binder, Metall wie Zn und Alginat umfaßt, dem herkömmlichen Leuchtstoff wie bei Kontrollprobe 4 überlegen ist, der mindestens eine dieser Komponenten nicht umfaßt.
Wie oben beschrieben wurde, sind diese Komponenten entscheidend für die Verbesserung der Dichte, Kontamination und Schleiercharakteristiken.
Vorzugsweise kann Silika als zusätzliche Komponente auf einer Oberflächenbehandlungssubstanz verwendet werden, wie es bei den Ausführungsbeispielen 1 und 2 gezeigt ist. Wenn Silika verwendet wird, so kann dies nicht nur die Dichte, Kontamination und Schleiercharakteristiken verbessern, sondern auch die Genauigkeit und Bindungsneigung. Bei den Ausführungsformen 3 bis 5 und den Kontrollproben 5 und 6 wurden typische blau-emittierende Leuchtstoffe als Leuchtstoffteilchen verwendet. Diese Ausführungsformen repräsentieren ebenfalls gute Charakteristiken im Vergleich mit diesen Kontrollproben. Die Ausführungsbeispiel 6 bis 9 und die Kontrollproben 7 bis 11 betreffen Leuchtstoffe, in denen typische rot-emittierende Beuchtstoffe als Leuchtstoffteilchen verwendet werden. Diese Ausführungsformen zeigen gute Charakteristiken wie die anderen Ausführungsbeispiele im Vergleich mit diesen Kontrollproben. Tabelle 1 Tabelle 1 Tabelle 1 Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 2

Claims

1. Leuchtstoff für eine Kathodenstrahlröhre, der Leuchtstoffteilchen und eine Oberflächenbehandlungssubstanz umfaßt, die auf die Leuchtstoffteilchen aufgetragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragssubstanz aus einer Mischung besteht, die ein Metallalginat, das mindestens eine Art eines Metalls enthält, welches aus der Gruppe bestehend aus Zink, Aluminium und einem Erdalkalimetall ausgewählt ist, und mindestens eine Art eines wasserlöslichen Bindemittels umfaßt, der aus der Gruppe bestehend aus Gummiarabikum, Gelatine, Polymethacrylamid und Polyvinylalkohol ausgewählt ist.

2. Leuchtstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner in der aufgetragenen Mischung Silika enthält.

3. Leuchtstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteil des wasserlöslichen Bindemittels in Bezug auf den Beuchtstoff 0,001 bis 1,0 Gew.-% beträgt.

4. Leuchtstoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffteilchen im wesentlichen aus mindestens einer Art eines Leuchtstoffs bestehen, der aus der Gruppe bestehend aus grün-emittierenden Leuchtstoffen auf Zinksulfid- und Zinksulfid-Kadmium-Basis, die durch Kupfer und Gold aktiviert und durch Aluminium und ein Halogen co-aktiviert sind, blauemittierenden Leuchtstoffen auf Zinksulfid- und Zinksulfid- Kadmium-Basis, die durch Silber aktiviert und durch Aluminium und ein Halogen co-aktiviert sind, rot-emittierenden Leuchtstoffen auf Yttriumoxid- und Yttriumoxysulfid-Basis, die durch Europlum aktiviert sind, und Leuchtstoffen, die durch Anhaften eines grünen Pigments, eines blauen Pigments und eines roten Pigments an die Leuchtstoffe vorbereitet sind, ausgewählt ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs für eine Kathodenstrahlröhre, umfassend die Schritte des Bildens von Leuchtstoffteilchen durch Verwenden eines Leuchtstoffmaterials, das eine Leuchtstoffmatrix, einen Aktivator und ein Flußmittel enthält, des Suspendierens der Leuchtstoffteilchen in einem Dispersoid, um eine Leuchtstoffschlämmung vorzubereiten, und des Zusetzens einer Oberflächenbehandlungs-Substanz zu der Leuchtstoffschlämmung um einen pH-Wert zwischen 6 und 11 einzustellen, wodurch dem wasserlöslichen Bindemittel und dem Metallalginat ermöglicht wird, an der Oberfläche des Leuchtstoffs anzuhaften, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel mindestens eine Art eines wasserlöslichen Bindemittels, das aus der Gruppe bestehend aus Gummiarabikum, Gelatine, Polymethacrylamid und Polyvinylalkohol ausgewählt ist, ein wasserlösliches Alginat und eine wässrige Lösung enthält, die mindestens eine Art eines Metallions enthält, das aus der Gruppe bestehend aus Zink, Aluminium und einem Erdalkalimetall ausgewählt ist.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoffschlämmung ferner mindestens eine Art eines Oberflächenbehandlungszusatzes zugesetzt wird, der aus der Gruppe bestehend aus partikelförmigem Silika, kolloidalem Silika, Kalium-Wasserglas und Natrium-Wasserglas ausgewählt ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteil des Oberflächenbehandlungszusatzes 0,01 bis 1,0 Gew.-% als eine Menge des Silika, das in einer wässrigen Lösung des Oberflächenbehandlungszusatzes enthalten ist, in Bezug auf den Leuchtstoff beträgt

8. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem pH-Einstellschritt eine wässrige Alkali-Lösung, die mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe bestehend aus Ammoniakwasser, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniumphosphat, Natriumphosphat und Kaliumphosphat ausgewählt ist, als ein pH-Einstellmittel verwendet wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert 7,2 bis 11 beträgt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Lösung, die ein Metallion enthält, mindestens eine Art eines Salzes enthält, das aus der Gruppe bestehend aus Zinksulfat, Zinknitrat, Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid, Kalciumchlorid und Magnesiumnitrat ausgewwählt ist.

11. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Menge der wässerigen Lösung, die ein Metallion enthält, 0,001 bis 2,0 Gew.-% als eine Menge eines Metalls, das in der wässrigen Lösung enthalten ist, in Bezug auf den Leuchtstoff beträgt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Alginat mindestens ein Element ist, das aus der Gruppe bestehend Natriumalginat und Kaliumalginat ausgewählt ist.

13. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteil des wasserlöslichen Alginats 0,001 bis 1,0 Gew.-% in Bezug auf den Leuchtstoff beträgt.

14. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoffteilchen im wesentlichen aus mindestens einer Art eines Leuchtstoffs bestehen, der aus der Gruppe bestehend aus grün-emittierenden Leuchtstoffen auf Zinksulfid- und Zinksulfid-Kadmium-Basis, die durch Kupfer und Gold aktiviert und durch Aluminium und ein Halogen co-aktiviert sind, blauemittierenden Leuchtstoffen auf Zinksulfid- und Zinksulfid- Kadmium-Basis, die durch Silber aktiviert und durch Aluminium und ein Halogen co-aktiviert sind, rot-emittierende Leuchtstoffe auf Yttriumoxid- und Yttriumoxysulfid-Basis, die durch Europium aktiviert werden, und Leuchtstoffen, die durch Anhaften eines grünen Pigments, eines blauen Pigments und eines roten Pigments an die Leuchtstoffe, vorbereitet sind, ausgewählt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis des wasserlöslichen Alginats zu dem wasserlöslichen Bindemittel als Gewichtsverhältnis 0,01 bis 10 des wasserlöslichen Alginats zu 1,0 des wasserlöslichen Bindemittel beträgt.