DE69801939T2 - Farbkathodenstrahlröhre und Verfahren zu ihrer fluoreszenten Oberfläche- Herstellung - Google Patents
Farbkathodenstrahlröhre und Verfahren zu ihrer fluoreszenten Oberfläche- HerstellungInfo
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- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Farbkathodenstrahlröhre, die eine fluoreszierende Oberfläche mit einem optischen Filter aufweist, sowie ein Herstellungsverfahren für die fluoreszierende Oberfläche.
- Viele der herkömmlicherweise verwendeten Farbkathodenstrahlröhren weisen jeweils eine zwischen einer Glasfrontplatte und einer Schicht einer fluoreszierenden Substanz befindliche optische Filterschicht zur Verbesserung von Helligkeit und Kontrast der fluoreszierenden Oberfläche auf. Die fluoreszierende Oberfläche besteht aus einer optischen Filterschicht und einer Schicht einer fluoreszierenden Substanz. Die optische Filterschicht wird auf einer inneren Oberfläche der Glasfrontplatte, die ein Muster einer schwarzen Matrix oder ein Muster schwarzer Streifen, das Bereiche besitzt, die Lichtstrahlen der Wellenlängen Rot, Grün und Blau durchlassen, aufweist, ausgebildet. Die Schicht einer fluoreszierenden Substanz besitzt Bereiche, die Lichtstrahlen für Rot, Grün und Blau emittieren.
- Auf der fluoreszierenden Oberfläche wird eine fluoreszierenden Substanz direkt auf der aus sehr feinen Teilchen bestehenden optischen Filterschicht ausgebildet. Daher steht die Schicht der fluoreszierenden Substanz in engem Kontakt mit der optischen Filterschicht. Infolgedessen wird die Schicht der fluoreszierenden Substanz gerne durch die optische Filterschicht beeinflusst. Daher tendieren Teilchen der fluoreszierenden Substanz dazu, an unterschiedlichen Farbpunkten zu sitzen. Außerdem haftet auf der fluoreszierenden Oberfläche die optische Filterschicht nicht ausreichend an der Schicht der fluoreszierenden Substanz. Infolgedessen können Teilchen der fluoreszierenden Substanz losbrechen und abfallen.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Farbkathodenstrahlröhre mit einer fluoreszierenden Oberfläche hoher Qualität, die nahezu frei von Restteilchen der fluoreszierenden Substanz, einem Wegbrechen und Abfallen derselben und einem Ablösen der optischen Filterschicht ist.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens einer solchen fluoreszierenden Oberfläche mit hohem Durchsatz.
- Um diese Aufgaben zu lösen, besteht ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung aus einer Farbkathodenstrahlröhre, die eine Frontplatte 1, eine auf der inneren Oberfläche der Frontplatte gebildete optische Filterschicht mit einem vorgegebenen Muster, einen auf dem optischen Filter ausgebildeten und aus einem Metalloxid bestehenden dünnen Film und eine auf dem dünnen Film entsprechend dem Muster der optischen Filterschicht ausgebildete Schicht einer fluoreszierenden Substanz umfasst.
- Mit anderen Worten besteht das Merkmal der Farbkathodenstrahlröhre gemäß der vorliegenden Erfindung darin, dass ein aus einem Metalloxid bestehender dünner Film (im folgenden als Metalloxiddünnschicht bezeichnet) zwischen einer optischen Filterschicht und einer Schicht einer fluoreszierenden Substanz auf einer fluoreszierenden Oberfläche angebracht ist. Da der Oberflächenzustand der Metalloxiddünnschicht rauher als die optische Filterschicht und ähnlich dem Oberflächenzustand der Schicht der fluoreszierenden Substanz ist, ermöglicht es die Metalloxiddünnschicht, dass der Oberflächenkontakt zwischen der optischen Filterschicht und der Schicht der fluoreszierenden Substanz spärlich ist.
- Daher kann die Schicht der fluoreszierenden Substanz durch die optische Filterschicht wenig beeinflusst werden. Infolgedessen können die Restteilchen der Fluoreszierenden Substanz unterbunden werden. Außerdem werden, da die Haftfestigkeit der Schicht der fluoreszierenden Substanz zunimmt, die Teilchen der fluoreszierenden Substanz am Abbrechen, Abfallen und dgl. gehindert. Außerdem wird, da die optische Filterschicht mit der Metalloxiddünnschicht bedeckt ist, die Haftung zwischen der Frontplattenoberfläche und der Filterschicht stark, wodurch ein Ablösen der optischen Filterschicht verhindert wird.
- Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für eine fluoreszierende Oberfläche einer Farbkathodenstrahlröhre, das die Stufen Ausbilden eines Musters aus einer optischen Filterschicht auf der inneren Oberfläche einer Frontplatte, Ausbilden eines aus einem Metalloxid bestehenden dünnen Films auf der vorderen Oberfläche der optischen Filterschicht und Ausbilden einer Schicht einer fluoreszierenden Substanz auf der vorderen Oberfläche des dünnen Films entsprechend dem Muster der optischen Filterschicht umfasst.
- Bei dem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Suspension, bei der der pH-Wert einer Sulfatlösung von Al oder Zn auf 7,0-7,5 mittels einer verdünnten Ammoniaklösung eingestellt wurde, auf die vordere Oberfläche der optischen Filterschicht aufgetragen und anschließend getrocknet, wobei die optische Filterschicht bei einer Temperatur im Bereich von 150-200ºC gebrannt wird. Auf diese Weise wird eine dichte und gleichförmige Metalloxiddünnschicht stabil erhalten. Infolgedessen kann eine sicherere Wirkung erreicht werden.
- Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Licht der folgenden detaillierten Beschreibung einer bestmöglichen Ausführungsform derselben, die in den beigefügten Zeichnungen erläutert ist, deutlicher.
- Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung, die die Struktur einer fluoreszierenden Oberfläche einer Farbkathodenstrahlröhre gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- Als nächstes wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
- Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst eine fluoreszierende Oberfläche einer Farbkathodenstrahlröhre gemäß der vorliegenden Erfindung eine Glasfrontplatte (Vorderplatte) 1, eine optische Filterschicht 2, einen dünnen Film 3 und eine Schicht einer fluoreszierenden Substanz 4. Auf der Glasfrontplatte 1 ist ein Film einer schwarzen Matrix oder ein Film aus scharzen Streifen ausgebildet. Die optische Filterschicht 2 wird auf der inneren Oberfläche der Glasfrontplatte 1 ausgebildet. Die optische Filterschicht 2 besitzt Bereiche, die Rot, Grün und Blau entsprechen. Der dünne Film 3 wird auf der vorderen Oberfläche der optischen Filterschicht 2 so ausgebildet, dass der dünne Film 3 die vordere Oberfläche der optischen Filterschicht 2 bedeckt. Der dünne Film 3 besteht aus einem Metalloxid. Die Schicht der fluoreszierenden Substanz 4 wird auf dem dünnen Film 3 entsprechend dem Muster der optischen Filterschicht 2 ausgebildet. Die Schicht der fluoreszierenden Substanz 4 besitzt Bereiche, die Rot, Grün und Blau entsprechen. Daher entsprechen die Rot, Grün und Blau entsprechenden Bereiche der Schicht der fluoreszierenden Substanz 4 jeweils den Rot, Grün und Blau entsprechenden Bereichen der optischen Filterschicht 2.
- Die optische Filterschicht 2 besteht aus einem Punktmuster oder einem Streifenmuster. Das Punktmuster oder Streifenmuster besitzt Bereiche, die Lichtstrahlen mit Wellenlängen für Rot, Grün und Blau entsprechend Bereichen einer rot, grün und blau fluoreszierenden Substanz durchlassen. Eine notwendige Bedingung ist, dass die Metalloxiddünnschicht 3 die optische Filterschicht 2 bedeckt. Mit anderen Worten ist es nicht notwendig, dass die Metalloxiddünnschicht 3 die gesamte Oberfläche der Frontplatte einschließlich der Oberfläche der optischen Filterschicht 2 bedeckt. Wenn jedoch die gesamte Frontplattenoberfläche einschließlich der Oberfläche der optischen Filterschicht 2 mit der Metalloxiddünnschicht 3 bedeckt ist, wird die Haftung zwischen der optischen Filterschicht 2 und der Frontplatte 1 stabil.
- Der Oberflächenzustand der Metalloxiddünnschicht 3 ist rauher als der Oberflächenzustand der optischen Filterschicht 2 und ähnlich dem Oberflächenzustand der Schicht der fluoreszierenden Substanz 4. Wenn die Metalloxiddünnschicht 3 auf der optischen Filterschicht 2 ausgebildet ist, kontaktiert die optische Filterschicht 2 die Schicht der fluoreszierenden Substanz 4 kaum. Daher kann der Einfluss der optischen Filterschicht 2 auf die Schicht der fluoreszierenden Substanz 4 beträchtlich vermindert werden. Infolgedessen kann ein Verbleiben von Teilchen der fluoreszierenden Substanz unterbunden werden. Außerdem nimmt die Haftfestigkeit der Schicht der fluoreszierenden Substanz 4 im Vergleich zu einer Struktur, bei der die Schicht der fluoreszierenden Substanz 4 direkt an der optischen Filterschicht 2 haftet, zu. Daher wird ein Abbrechen, Abfallen und dgl. von Teilchen der fluoreszierenden Substanz unterbunden.
- Beispiele für für die Metalloxiddünnschicht 3 verwendete Metalle sind Al, Zn, Ag, Ti, Ca, Sn, Zr.
- Mit anderen Worten kann eines aus einer Vielzahl von Metallen außer solchen (beispielsweise Kupfer), die mit der fluoreszierenden Substanz reagieren, verwendet werden.
- Beispielsweise kann die dichte Metalloxidschicht 3 (die aus Al oder Zn besteht) gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt werden.
- Eine Suspension, bei der der pH-Wert einer Sulfatlösung von Al oder Zn mit einer verdünnten Ammoniaklösung eingestellt wurde, wird auf die innere Oberfläche der Glasfrontplatte 1 mit einem Muster der optischen Filterschicht 2 durch beispielsweise ein Schleuderbeschichtungsverfahren aufgetragen. Nach dem Trocknen der erhaltenen Glasfrontplatte mittels einer Heizvorrichtung wird diese in beispielsweise 2 h bei einer Temperatur von 150ºC bis 200ºC gebrannt. Ein bei dem Brennprozess als Nebenprodukt erhaltenes Ammoniumsulfatsalz kann in einem vor dem Auftragen einer Aufschlämmung eines Fluoreszenzstoffs einer ersten Farbe durchgeführten Spülprozess entfernt werden.
- Die Dicke der Metalloxiddünnschicht 3 liegt vorzugsweise im Bereich von 0,001-10 im.
- Der pH-Wert der beim oben beschriebenen Herstellungsverfahren verwendeten Suspension liegt vorzugsweise im Bereich von 7,0-7,5. Wenn der pH-Wert der Suspension niedriger als 7,0 ist, kann in der Suspension kein Hydroxid in ausreichender Weise gebildet werden. Daher kann die gewünschte Wirkung nicht erreicht werden. Im Gegensatz dazu wird, wenn der pH-Wert der Suspension höher als 7,5 ist, der Teilchendurchmesser von Metallhydroxidkolloidteilchen groß. Daher haften die Metallhydroxidkolloidteilchen in dem Filmbildungsprozess an der Frontplattenoberfläche. Infolgedessen kann die optische Filterschicht korrodieren.
- Die Brenntemperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 150- 200ºC. Wenn die Brenntemperatur unter 150ºC liegt, kann das Hydroxid nicht ausreichend dehydratisiert werden. Daher kann die gewünschte Wirkung nicht erreicht werden. Im Gegensatz dazu besteht, wenn die Brenntemperatur höher als 200ºC liegt, wegen der Carbonisierung einer in der optischen Filterschicht enthaltenen organischen Bindemittelkomponente die Tendenz, dass der Filterfilm teilweise abfällt.
- Bei diesem Verfahren kann eine dichte und gleichförmige Metalloxiddünnschicht 3 auf der optischen Filterschicht 2 ausgebildet werden. Da die dichte und gleichförmige Metalloxiddünnschicht 3 die optische Filterschicht 2 bedeckt, kann eine fluoreszierende Oberfläche, bei der die optische Filterschicht 2 stabil an der Glasfrontplatte 1 haftet und die Schicht der fluoreszierenden Substanz 4 stabil an der Glasfrontplatte 1 haftet, erhalten werden.
- Als nächstes werden praktische Beispiele für Herstellungsverfahren der fluoreszierenden Oberfläche der Farbkathodenstrahlröhre gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
- Eine Zinksulfatlösung mit 0,4 mol/l wurde mit 0,2%iger Ammoniaklösung verdünnt und dadurch wurde eine Kolloidlösung von Zinkhydroxid, deren pH-Wert 7,2 betrug, erhalten. Die erhaltene Lösung wurde mittels eines Schleuderauftragverfahrens auf punktförmige Bereiche der optischen Filterschicht, die Strahlung mit Wellenlängen für Rot, Grün und Blau durchlassen, aufgetragen. Nach dem Trocknen der optischen Filterschicht wurde sie 2 h lang bei 150ºC gebrannt. Auf diese Weise wurde eine Zinkoxiddünnschicht ausgebildet. Danach wurden auf die Zinkoxiddünnschicht Fluoreszenzstoffaufschlämmungen für Blau, Grün und Rot aufgetragen, belichtet und entwickelt. Auf diese Weise wurde die fluoreszierende Oberfläche erhalten.
- Es wurden 100 Farbkathodenstrahlröhren (43,2 cm (17 inch)- Typ), die jeweils diese fluoreszierende Oberfläche besitzen, hergestellt. Außerdem wurden 100 Farbkathodenstrahlröhren, die jeweils keine Metalloxiddünnschicht besitzen, als Vergleichsobjekte hergestellt. Bei diesen Farbkathodenstrahlröhren wurde auf Filmdefektstellen und Restteilchen der fluoreszierenden Substanz auf den fluoreszierenden Oberflächen getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
- Die Testergebnisse zeigen, dass der Punktausfallanteil der rot fluoreszierenden Substanz auf der fluoreszierenden Oberfläche, die keine Zinkoxiddünnschicht besitzt, 100% beträgt und dass der Punktausfallanteil der rot fluoreszierenden Substanz auf der fluoreszierenden Oberfläche, die eine Zinkoxiddünnschicht besitzt, 1% beträgt. Daher ist klar, dass der Zinkoxiddünnfilm eine deutliche Verbesserung des Punktausfallanteils der rot fluoreszierenden Substanz ermöglicht. Außerdem ist klar, dass die Zinkoxiddünnschicht eine deutliche Verbesserung der Restmenge der Teilchen der fluoreszierenden Substanz ermöglicht.
- Eine Zinksulfatlösung mit 0,3 mol/l wurde mit 0,2%iger Ammoniaklösung verdünnt und dadurch wurde eine Kolloidlösung von Zinkhydroxid, deren pH-Wert 7,4 betrug, erhalten. Die erhaltene Lösung wurde mittels eines Schleuderauftragverfahrens auf punktförmige Bereiche der optischen Filterschicht, die Strahlung mit Wellenlängen für Rot, Grün und Blau durchlassen, aufgetragen. Nach dem Trocknen der optischen Filterschicht wurde sie 2 h lang bei 190ºC gebrannt. Auf diese Weise wurde eine Zinkoxiddünnschicht ausgebildet. Danach wurden auf die Zinkoxiddünnschicht Fluoreszenzstoffaufschlämmungen für Blau, Grün und Rot aufgetragen, belichtet und entwickelt. Auf diese Weise wurde die fluoreszierende Oberfläche erhalten.
- Es wurden 100 Farbkathodenstrahlröhren (43,2 cm (17 inch)- Typ), die jeweils diese fluoreszierende Oberfläche besitzen, hergestellt. Außerdem wurden 100 Farbkathodenstrahlröhren, die jeweils keine Metalloxiddünnschicht besitzen, als Vergleichsobjekte hergestellt. Bei diesen Farbkathodenstrahlröhren wurde auf Filmdefektstellen und Restteilchen der fluoreszierenden Substanz auf den fluoreszierenden Oberflächen getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
- Die Testergebnisse zeigen, dass der Punktausfallanteil der rot fluoreszierenden Substanz auf der fluoreszierenden Oberfläche, die keine Zinkoxiddünnschicht besitzt, 100% beträgt und dass der Punktausfallanteil der rot fluoreszierenden Substanz auf der fluoreszierenden Oberfläche, die eine Zinkoxiddünnschicht besitzt, 0% beträgt. Daher ist klar, dass der Zinkoxiddünnfilm eine deutliche Verbesserung des Punktausfallanteils der rot fluoreszierenden Substanz ermöglicht. Außerdem ist klar, dass die Zinkoxiddünnschicht eine deutliche Verbesserung der Restmenge der Teilchen der fluoreszierenden Substanz ermöglicht.
- Eine Kolloidlösung eines Aluminiumoxids, deren pH-Wert 7,2 betrug, wurde auf punktförmige Bereiche der optischen Filterschicht, die Strahlung mit Wellenlängen für Rot, Grün und Blau durchlassen, mittels eines Schleuderauftragsverfahrens aufgetragen. Nach dem Trocknen der optischen Filterschicht wurde sie 2 h lang bei 160ºC gebrannt. Auf diese Weise wurde eine Aluminiumoxiddünnschicht ausgebildet. Danach wurden auf die Aluminiumoxiddünnschicht Fluoreszenzstoffaufschlämmungen für Blau, Grün und Rot aufgetragen, belichtet und entwickelt. Auf diese Weise wurde die fluoreszierende Oberfläche erhalten.
- Es wurden 100 Farbkathodenstrahlröhren (43,2 cm (17 inch)- Typ), die jeweils diese fluoreszierende Oberfläche besitzen, hergestellt. Außerdem wurden 100 Farbkathodenstrahlröhren, die jeweils keine Aluminiumoxiddünnschicht besitzen, als Vergleichsobjekte hergestellt. Bei diesen Farbkathodenstrahlröhren wurde auf Filmdefektstellen und Restteilchen der fluoreszierenden Substanz auf den fluoreszierenden Oberflächen getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3
- Die Testergebnisse zeigen, dass der Punktausfallanteil der rot fluoreszierenden Substanz auf der fluoreszierenden Oberfläche, die keine Aluminiumoxiddünnschicht besitzt, 100 % beträgt und dass der Punktausfallanteil der rot fluoreszierenden Substanz auf der fluoreszierenden Oberfläche, die eine Aluminiumoxiddünnschicht besitzt, 1 % beträgt. Daher ist klar, dass der Aluminiumoxiddünnfilm eine deutliche Verbesserung des Punktausfallanteils der rot fluoreszierenden Substanz ermöglicht. Außerdem ist klar, dass die Aluminiumoxiddünnschicht eine deutliche Verbesserung der Restmenge der Teilchen der fluoreszierenden Substanz ermöglicht.
- Eine Kolloidlösung eines Aluminiumoxids, deren pH-Wert 7,3 betrug, wurde auf punktförmige Bereiche der optischen Filterschicht, die Strahlung mit Wellenlängen für Rot, Grün und Blau durchlassen, mittels eines Schleuderauftragsverfahrens aufgetragen. Nach dem Trocknen der optischen Filterschicht wurde sie 2 h lang bei 180ºC gebrannt. Auf diese Weise wurde eine Aluminiumoxiddünnschicht ausgebildet. Danach wurden auf die Aluminiumoxiddünnschicht Fluoreszenzstoffaufschlämmungen für Blau, Grün und Rot aufgetragen, belichtet und entwickelt. Auf diese Weise wurde die fluoreszierende Oberfläche erhalten.
- Es wurden 100 Farbkathodenstrahlröhren (43,2 cm (17 inch)- Typ), die jeweils diese fluoreszierende Oberfläche besitzen, hergestellt. Außerdem wurden 100 Farbkathodenstrahlröhren, die jeweils keine Aluminiumoxiddünnschicht besitzen, als Vergleichsobjekte hergestellt. Bei diesen Farbkathodenstrahlröhren wurde auf Filmdefektstellen und Restteilchen der fluoreszierenden Substanz auf den fluoreszierenden Oberflächen getestet. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4
- Die Testergebnisse zeigen, dass der Punktausfallanteil der rot fluoreszierenden Substanz auf der fluoreszierenden Oberfläche, die keine Aluminiumoxiddünnschicht besitzt, 100 % beträgt und dass der Punktausfallanteil der rot fluoreszierenden Substanz auf der fluoreszierenden Oberfläche, die eine Aluminiumoxiddünnschicht besitzt, 0% beträgt. Daher ist klar, dass der Aluminiumoxiddünnfilm eine deutliche Verbesserung des Punktausfallanteils der rot fluoreszierenden Substanz ermöglicht. Außerdem ist klar, dass die Aluminiumoxiddünnschicht eine deutliche Verbesserung der Restmenge der Teilchen der fluoreszierenden Substanz ermöglicht.
- Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf eine bestmögliche Ausführungsform derselben angegeben und beschrieben wurde, ist es einem Fachmann klar, dass die im vorhergehende angegebene und verschiedene andere Veränderungen, Auslassungen und Zugaben bezüglich Form und Einzelheiten derselben hierbei durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Claims (4)
1. Farbkathodenstrahlröhre, umfassend:
eine Frontplatte 1;
eine auf der inneren Oberfläche der Frontplatte 1
ausgebildete optische Filterschicht 2 mit einem
vorgegebenen Muster;
einen auf dem optischen Filter ausgebildeten und aus
einem Metalloxid bestehenden dünnen Film 3; und
eine auf dem dünnen Film 3 entsprechend dem Muster der
optischen Filterschicht 2 ausgebildete Schicht 4 einer
fluoreszierenden Substanz.
2. Die Farbkathodenstrahlröhre gemäß Anspruch 1, worin
das Metall des Metalloxids ein Metall aus Al, Zn, Ag,
Ti, Ca, Sn, Zr ist.
3. Herstellungsverfahren für eine fluoreszierende
Oberfläche einer Farbkathodenstrahlröhre, umfassend die
Stufen:
Ausbilden eines Musters aus einer optischen
Filterschicht 2 auf der inneren Oberfläche einer Frontplatte
1;
Ausbilden eines aus einem Metalloxid bestehenden
dünnen Films 3 auf der vorderen Oberfläche der optischen
Filterschicht 2; und
Ausbilden einer Schicht 4 einer fluoreszierenden
Substanz auf der vorderen Oberfläche des dünnen Films 3
entsprechend dem Muster der optischen Filterschicht 2.
4. Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 3, worin eine
Suspension, bei der der pH-Wert einer Sulfatlösung von
Al oder Zn mittels einer verdünnten Ammoniaklösung auf
7,0-7,5 eingestellt wurde, auf die vordere Oberfläche
der optischen Filterschicht aufgetragen und
anschließend getrocknet wird, wobei die optische Filterschicht
bei einer Temperatur im Bereich von 150-200ºC
gebrannt wird.
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