DE69602648T2

DE69602648T2 - Antistatische Beschichtung für einen Bildschirm

Info

Publication number: DE69602648T2
Application number: DE69602648T
Authority: DE
Inventors: Chung-Min Hu; Hua-Sou Tong; Yu-Chung Yu
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: EP0731487B1; JPH09183967A; KR960036620A; EP0731487A1; DE69602648D1; US5580662A; KR100391255B1

Description

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Videoanzeigen und im besonderen ein Verfahren zum Beschichten einer Außenfläche einer Videoanzeigetafel mit einem Antistatiküberzug.

Hintergrund der Erfindung

Katodenstrahlröhren (CRTs) arbeiten mit hohen Spannungen, die bewirken, daß die Glasoberfläche des Anzeigeschirms der CRT durch elektrostatische Induktion elektrisch aufgeladen wird. Diese statische Elektrizität zieht Staub und andere Schmutzstoffe in der Luft an, die sich auf der Außenfläche des Anzeigeschirms ansammeln, wodurch das auf dem Anzeigeschirm präsentierte Videobild verschlechtert wird. Außerdem kann eine Person, die den CRT-Anzeigeschirm berührt, einen leichten Schlag durch die Entladung der statischen Elektrizität spüren. Abgesehen von der unangenehmen Erfahrung beim Berühren kann diese elektrostatische Entladung den Betrieb eines Computers stören, wenn die CRT in einem Computerterminal eingesetzt wird; andere Typen von Videoanzeigen wie Flüssigkristallanzeigen (LCDs), Plasmaentladungsschirme (PDPs), Vakuumfluoreszenzschirme und Gasentladungsschirme leiden ebenfalls unter den zuvor genannten Problemen.
Die Entstehung von ruhender Ladung auf dem Schirmträger einer Videoanzeige ist in der dielektrischen Natur von Glas begründet. Derzeitige Antistatiküberzüge für Videoanzeigeschirme beinhalten gewöhnlich halbleiterartige Materialien wie antimondotiertes Zinnoxid, das gewöhnlich mit einem organischen Lösungsmittel wie Ethanol oder Isopropanol vermischt wird. Leider stößt man bei diesem Beschichtungsverfahren während der Videoanzeigenherstellung oft auf Probleme, da diese antistatischen Überzugmaterialien sehr empfindlich gegenüber Oberflächenverschmutzung und Wischrückständen sind, die nach dem Reinigen des Anzeigeschirms zurückbleiben. Zum Beispiel bleiben nach dem Reinigen eines Anzeigeschirms während der Videoanzeigenherstellung und -montage oft Wasserflecken zurück. Diese Oberflächenverschmutzung sowie Rückstandsablagerungen auf dem Anzeigeschirm haben eine Verringerung des Produktionsertrags von Videoanzeigen zur Folge.
Die europäische Patentspezifikation Nr. EP-A-0 585 819 A1 offenbart ein antistatisches Überzugmaterial, das entweder ein organisches Alkohollösungsmittel oder ein Dimethyllösungsmittel enthält.
Die vorliegende Erfindung behandelt die zuvor genannten Beschränkungen des Standes der Technik, indem sie einen Antistatiküberzug für praktisch alle Arten von Videoanzeigeschirmen bereitstellt, der einfach und gleichmäßig auf den Anzeigeschirm aufgetragen werden kann, gegenüber atmosphärischer Verschmutzung und Wasserflecken widerstandsfähig ist und den Produktionsertrag von Videoanzeigen wesentlich erhöht, die diesen erfindungsgemäßen Antistatiküberzug einsetzen.

Aufgaben und Zusammenfassung der Erfindung

Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Antistatiküberzug für einen Anzeigeschirm in einer Videoanzeigenapparatur bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antistatiküberzug bereitzustellen, der hochkonsistent ist und dessen Auftragsverhalten auf die Außenfläche eines Videoanzeigeschirms vorhersagbar ist und der somit den Produktionsertrag von Videoanzeigevorrichtungen wie CRTs erhöht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Antistatiküberzug für den Anzeigeschirm einer Videoanzeige bereitzustellen, der einfach und gleichmäßig aufgetragen werden kann und der gegenüber Schmutzstoffen, insbesondere auf Ölbasis, widerstandsfähig ist, die dazu neigen, auf dem Anzeigeschirm zu haften.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung von CRTs zu vereinfachen, indem ein äußerer Überzug für deren Anzeigeschirm bereitgestellt wird, der gegenüber Schmutzstoffen äußerst widerstandsfähig und leichter zu reinigen ist, um während der Produktion einen hohen Ertrag zu erzielen.
Diese Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden gelöst und die Nachteile des Standes der Technik beseitigt, durch ein Verfahren zum Beschichten einer Außenfläche einer Videoanzeigetafel mit einem Antistatiküberzug, wobei das genannte Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Mischen einer Lösung aus einem leitenden Metalloxid mit einem organischen Lösungsmittel wie Ethanol oder Isopropanol oder einem Gemisch aus Ethanol und Isopropanol;
Zugeben eines nichtalkoholischen aprotischen Lösungsmittels mit einer Dimethylamidgruppe oder Dimethylsulfidgruppe oder einem Derivat davon zu der Lösung aus dem genannten leitenden Metalloxid und dem organischen Lösungsmittel, wobei das genannte nichtalkoholische Lösungsmittel oder das Derivat davon 5-20 Gew.-% des genannten Antistatiküberzugs umfaßt und in Wasser und Alkohol löslich ist, einen Verdampfungspunkt hat, der höher ist als der von Wasser, und eine größere Löslichkeit für Schmutzstoffe auf Ölbasis hat als für Wasser; und
Aufbringen des genannten Antistatiküberzugs auf die Außenfläche der Videoanzeigetafel in der Form einer dünnen Schicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die anhängenden Ansprüche legen diese neuartigen, die Erfindung kennzeichnenden Merkmale dar. Die Erfindung selbst sowie ihre weiteren Aufgaben und Vorzüge können jedoch am besten unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen nachvollzogen werden, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente identifizieren, und zwar in allen Figuren. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer CRT, die einen Antistatiküberzug gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
Fig. 2 eine Teilschnittansicht eines flachen Anzeigeschirms mit einem erfindungsgemäßen Antistatiküberzug auf seiner Außenfläche; und
Fig. 3 einen Ablaufplan, der die bei der Vorbereitung und Aufbringung eines Antistatiküberzugs auf die Außenfläche eines Glasanzeigeschirms beteiligten Schritte gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltung

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Farb-CRT 10, die einen Antistatiküberzug 32 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufweist. In der folgenden Erörterung werden die Begriffe "Anzeigeschirm" und "Anzeigetafel" untereinander austauschbar verwendet. Die CRT 10 umfaßt eine geschlossene Glasummantelung 12 mit einem vorderen Schirmträger oder Anzeigeschirm 14, einen hinteren Halsabschnitt 18 und einen dazwischen befindlichen Trichterabschnitt 16. Auf der Innenfläche des Glasschirmträgers 14 befindet sich ein Phosphorschirm 24, der eine Mehrzahl diskreter Phosporablagerungen oder Elemente beinhaltet, die Licht aussenden, wenn ein Elektronenstrahl darauf auftrifft, um ein Videobild auf dem Schirmträger zu produzieren. Die Farb-CRT 10 umfaßt drei Elektronenstrahlen 22, die auf den CRT-Glasschirmträger 14 gerichtet und darauf gebündelt werden. Im Halsabschnitt 18 der CRT-Glasummantelung 12 befindet sich eine Mehrzahl von Elektronenkanonen 20, die gewöhnlich in einer In-line- Gruppe angeordnet sind, um die Elektronenstrahlen 22 auf den Phosphorschirm 24 zu richten. Die Elektronenstrahlen 22 werden von einem magnetischen Ablenkjoch, das in der Figur zur Vereinfachung nicht dargestellt ist, vertikal und horizontal im Einklang über den Phosphorschirm 24 abgelenkt. Eine Schattenmaske 26 mit einer Mehrzahl beabstandeter Elektronenstrahlen-Durchlaßblenden 26a und einem Randabschnitt 28 um ihre Peripherie ist in einem Abstand vom Phosphorschirm 42 angeordnet. Der Randabschnitt 28 der Schattenmaske ist an einer Schattenmasken- Montagehalterung 30 um die Peripherie der Schattenmaske befestigt. Die Schattenmasken-Montagehalterung 30 ist an einer Innenfläche der CRT-Glasummantelung 12 befestigt und kann konventionelle Befestigungs- und Positionierungskonstruktionen wie einen Maskenbefestigungsrahmen und eine Montagefeder umfassen, die ebenfalls zur Vereinfachung nicht in der Figur dargestellt sind. Die Schattenmasken-Montagehalterung 30 kann an der Innenfläche der CRT-Glasummantelung 21 befestigt werden, und die Schattenmaske 26 kann an der Montagehalterung durch konventionelle Mittel wie durch Verschweißen oder mit einer Glasurmasse befestigt werden.
Fig. 2 zeigt eine Teilschnittansicht eines Abschnitts einer Glasanzeigetafel oder eines Schirmträgers 40 mit einer Phosphorschicht 42 auf ihrer/seiner Innenfläche und einem erfindungsgemäßen Antistatiküberzug 44 auf ihrer/seiner Außenfläche. Die in Fig. 2 gezeigte Glasanzeigetafel 40 ist flach, da die vorliegende Erfindung sowohl auf gekrümmte als auch auf flache, Anzeigeschirme anwendbar ist. Zwar wurde die Erfindung soweit für den Gebrauch auf der Außenfläche der Anzeigetafel einer CRT beschrieben, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Gebrauch mit dieser Art von Anzeigevorrichtung beschränkt. Der erfindungsgemäße Antistatiküberzug kann zum Beispiel ebenso gut auf der Außenfläche von Feldemissionsanzeigen (FEDs), Plasmaentladungstafeln (PDPs), Vakuumfluoreszenzschirmen und Gasentladungsschirmen verwendet werden. Die Phosphorschicht 42 auf der Innenfläche des Glasanzeigeschirms 40 kann eine große Anzahl diskreter Punkte oder Streifen umfassen. Ein Leiter 52 kann an dem Außenflächenabschnitt des Anzeigeschirms 40 angebracht werden, um den Anzeigeschirm mit neutralem Erdpotential zu verbinden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung und wie im Prozeßablaufplan von Fig. 3 gezeigt, wird der Antistatiküberzug 44 durch Mischen einer Lösung aus antimondotiertem Zinnoxid mit einem organischen Lösungsmittel wie Ethanol, Isopropanol usw. gebildet. Dies erfolgt bei Schritt 60 des erfindungsgemäßen Verfahrens. Als nächstes wird ein ausgewähltes Lösungsmittel dem antimondotierten Zinnoxid, das das organische Lösungsmittel enthält, im Bereich von 5-20 Gew.-% beigefügt. Das ausgewählte Lösungsmittel ist entweder Ethylenglykol oder ein Derivat davon, oder ein aprotisches Lösungsmittel wie ein Dimethyllösungsmittel oder ein Derivat davon. Ein aprotisches Lösungsmittel ist eine nichtpolare Verbindung, die Elektronen weder abgibt noch von einer anderen Verbindung aufnimmt. Die Derivate von Ethylenglykol, die dem antimondotierten Zinnoxid beigefügt werden können, das das organische Lösungsmittel enthält, sind u. a. Ethylenglykoldiacetat, Ethylenglykol-Dibutylether, Ethylenglykol-Monoalkylether, Ethylenglykol- Monoalkylethyletheracetat usw. Die Derivate eines Dimethyllösungsmittels, die dem antimondotierten Zinnoxid mit einem organischen Lösungsmittel bei Schritt 62 beigefügt werden können, sind u. a. Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Dimethylacetamid usw. Das Gemisch aus der Lösung aus antimondotiertem Zinnoxid und organischem Lösungsmittel und entweder dem Ethylenglykol - oder Dimethyllösungsmittel oder einem Derivat davon, wird dann auf die Außenfläche des Anzeigeschirms durch konventionelle Mittel wie Eintauchen oder Aufsprühen aufgetragen (s. Schritt 64).
Als allgemeines Merkmal sollte das Lösungsmittel, das dem antimondotierten Zinnoxid beigefügt wird, das das organische Lösungsmittel enthält, unabhängig davon, ob es sich um Ethylenglykol oder ein Dimethyllösungsmittel handelt, sowohl in Wasser als auch in Alkohollöslich sein. Ferner sollte das Lösungsmittel einen Verdampfungspunkt haben, der höher ist als der von Wasser, und es sollte eine bessere Löslichkeit für Ölschmutzstoffe als für Wasser aufweisen.
Ein Glasschirmträger mit einem erfindungsgemäßen Antistatiküberzug auf seiner Außenfläche ist vor allem bei der Reinigung während des Herstellungsprozesses gegenüber Wasserflecken weniger anfällig. Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßer Antistatiküberzug leichter gleichmäßig auf die Außenfläche des Anzeigeschirms aufgetragen werden als Antistatiküberzüge des Standes der Technik. Schließlich ist der Produktionsertrag von Anzeigeschirmen, die mit einem erfindungsgemäßen Antistatiküberzug versehen sind, gegenüber Verfahren des Standes der Technik wesentlich höher. Produktionsläufe, bei denen ein Antistatiküberzug aus einer Lösung aus 1 Gew.-% antimondotiertem Zinnoxid, 10 Gew.-% Wasser und einem Alkoholgemisch als Restbestandteil eingesetzt wird, lieferten zum Beispiel je nach Sauberkeit des Schirmträgers und Vorliegen von Wasserflecken einen Produktionsertrag von 60-90%. Der Produktionsertrag von Glasschirmträgern mit derselben Antistatiklösung, in die 10 Gew.-% Ethylenglykol gegeben wurden, lieferte ein Ergebnis von etwa 95%, wobei Wasserflecken vollständig vom Glasschirmträger beseitigt waren.
Durch die Zugabe des offenbarten Ethylenglykol- oder Dimethyllösungsmittels oder eines Derivats davon werden Härte und Abriebwiderstand des Anzeigeschirmüberzugs ebenfalls wesentlich erhöht. Es wurde zum Beispiel durch Messung festgestellt, daß ein Anzeigeschirmüberzug des Standes der Technik gegenüber einer Bleistifthärte von bis zu 7H beständig ist, wohingegen der erfindungsgemäße Antistatiküberzug gegenüber einer Bleistifthärte von bis zu 9H beständig ist. Wo δG die Änderung des Glanzwertes vor und nach einer Abriebprüfung ist, weisen Antistatiküberzüge des Standes der Technik außerdem eine Änderung (Verringerung) des Glanzwertes von 7-8 auf. Ein erfindungsgemäßer Antistatiküberzug, der Ethylenglykol- oder Dimethyllösungsmittel oder ein Derivat davon enthält, weist eine Änderung (Verringerung) des Glanzwertes von 3-4 auf. Die Änderung des Glanzwertes wurde ermittelt, indem ein Bleistiftradierer zwanzig (20) Runden (oder Zyklen) unter einem Druck von einem (1) kg über einen bestimmten Bereich des Antistatiküberzugs auf einem Videoanzeigeschirm gerieben wurde.
Es wird somit ein verbesserter Antistatiküberzug für einen Videoanzeigeschirm bereitgestellt, der den Anzeigeschirm gegenüber Oberflächenverschmutzung und Wischrückständen, die nach dem Reinigungsprozeß zurückbleiben, weit weniger anfällig macht. Der Antistatiküberzug umfaßt konventionelles antimondotiertes Zinnoxid, das mit einem organischen Lösungsmittel vermischt ist, in das entweder Ethylenglykol oder ein Dimethyllösungsmittel oder ein Derivat davon gegeben wird. Durch Auftragen des erfindungsgemäßen Antistatiküberzugs auf die Außenfläche der Videoanzeigetafel wird der Produktionsertrag des Anzeigeschirms wesentlich erhöht, und Wasserflecken werden nach dem Reinigen vollständig von der Tafel beseitigt.
Es wurden zwar spezielle Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben, aber es ist für den Fachkundigen offensichtlich, daß Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne daß von den allgemeineren Aspekten der Erfindung abgewichen wird. Die anhängenden Ansprüche sollen daher alle diese Änderungen und Modifikationen abdecken, die in den Umfang der Ansprüche fallen. Der in der vorausgehenden Beschreibung und in den Begleitzeichnungen dargelegte Gegenstand ist illustrativ und nicht einschränkend zu verstehen. Die eigentliche Erfindung wird in den folgenden Ansprüchen definiert, die im Hinblick auf den Stand der Technik zu sehen sind.

Claims

1. Verfahren zum Beschichten einer Außenfläche einer Videoanzeigetafel mit einem Antistatiküberzug, wobei das genannte Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Mischen einer Lösung aus einem leitenden Metalloxid mit einem organischen Lösungsmittel wie Ethanol oder Isopropanol oder einem Gemisch aus Ethanol und Isopropanol;

Zugeben eines nichtalkoholischen aprotischen Lösungsmittels mit einer Dimethylamidgruppe oder Dimethylsulfidgruppe oder einem Derivat davon zu der Lösung aus dem genannten leitenden Metalloxid und dem organischen Lösungsmittel, wobei das genannte nichtalkoholische Lösungsmittel oder das Derivat davon 5-20 Gew.-% des genannten Antistatiküberzugs umfaßt und 1) in Wasser und Alkohol löslich ist, 2) einen Verdampfungspunkt hat, der höher ist als der von Wasser, und 3) eine größere Löslichkeit für Schmutzstoffe auf Ölbasis hat als für Wasser; und

Aufbringen des genannten Antistatiküberzugs auf die Außenfläche der Videoanzeigetafel in der Form einer dünnen Schicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der genannte Antistatiküberzug ferner 10 Gew.-% Wasser und 1 Gew.-% des genannten leitenden Metalloxids umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das genannte nichtalkoholische Lösungsmittel mit Derivaten der genannten Dimethylamid- oder Dimethylsulfidgruppen Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid und Dimethylacetamid aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüch 1-3, bei dem die genannte Videoanzeigetafel eine Katodenstrahlröhre, eine Feldemissionsanzeige, eine Plasmaentladungstafel, ein Vakuumfluoreszenzschirm oder ein Gasentladungsschirm ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, bei dem das genannte leitende Metalloxid mit Antimon dotiertes Zinnoxid ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, bei dem der genannte Antistatiküberzug durch Eintauchen oder Aufsprühen aufgebracht wird.