DE69918386T2

DE69918386T2 - Dispersionszusammensetzung für schwarzmatrixanzeige und verfahren zur herstellung der anzeige

Info

Publication number: DE69918386T2
Application number: DE69918386T
Authority: DE
Inventors: Takeo Ito; Koji Washiyama; Hajime Tanaka; Tomoko Nakazawa; Tsuyoshi Oyaizu; Kazuo Sakai; Masaru Fukuda; Yoichi Inubushi
Original assignee: Toshiba Corp; Fuji Pigment Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Fuji Pigment Co Ltd
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: MY123439A; TW454219B; DE69918386D1; EP0987730A4; CN1228802C; CN1262777A; US6699580B1; WO1999052122A1; KR100357813B1; KR20010012929A; EP0987730A1; EP0987730B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dispersionsflüssigzusammensetzung, die zur Herstellung einer schwarzen Matrix einer Anzeigeoberfläche einer Anzeigevorrichtung, wie einer Kathodenstrahlröhre oder einer ähnlichen Vorrichtung verwendet wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Anzeigevorrichtung, wie eine Kathodenstrahlröhre, ein Plasmaanzeigefeld (PDP, plasma display panel) und eine Feldemissionsanzeige (FED, field emission display), und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Technischer Hintergrund
Im allgemeinen werden auf der inneren Oberfläche einer Glasplatte der Abdeckung eine Farbkathodenstrahlröhre eine blau-emittierende Leuchtstoffschicht, eine grün-emittierende Leuchtstoffschicht und eine rot-emittierende Leuchtstoffschicht in Punkten oder in Streifen angeordnet. Durch den Aufprall eines Elektronenstrahls auf die jeweiligen Leuchtstoffschichten emittieren die Leuchtstoffe die jeweiligen Farben, was zur Anzeige der Bilder führt.
Auf solch einer Anzeigeoberfläche einer Farbkathodenstrahlröhre ist eine Lichtabsorptionsschicht (schwarze Schicht) als schwarze Matrix zwischen den Leuchtstoffpunkten oder Leuchtstoffstreifen, die benachbarte Pixel formen, angeordnet, um den Kontrast durch die Absorption von Licht von anderen Quellen als den jeweiligen Leuchtstoffen zu fördern. Die Licht-absorbierende Schicht wird beispielsweise auf die folgende Art erzeugt. Die innere Oberfläche einer Glasplatte wird mit einem Fotoresist beschichtet, die aufgetragene Fotoresistschicht wird durch eine Schattenmaske mit einem UV-Lichtstrahl belichtet und die belichtete Fotoresistschicht entwickelt, um ein Resistmuster zu bilden, das aus Punkten oder Streifen besteht. Danach wird eine Dispersionsflüssigkeit einer Licht-absorbierenden Substanz aufgetragen, um dann mit einem Zersetzungsmittel, wie Wasserstoffperoxid-Wasser, die Resistschicht zu binden, und dann wird die Schicht der darauf gebildeten Licht-absorbierenden Substanz aufgelöst und abgetrennt, um die Licht-absorbierende Schicht zu bilden.
Als Dispersionsflüssigkeit der Licht-absorbierenden Substanz kennt man gemäß der Offenbarung der japanischen Patentanmeldung (KOKOKU) mit der Nummer 51(1976)-5856 eine wässrige Suspension, die etwa 10 Gew.-% feine Grafitteilchen, etwa 1 Gew.-% eines Bindemittels, wie Wasserglas, und ein Dispergierungsmittel, wie Carboxymethylcellulose enthält.
In einer Anzeigeoberfläche mit einer darauf ausgebildeten Lichtabsorptionsschicht, deren Hauptkomponente Grafit ist, unterdrückt die Lichtabsorptionsschicht wirksam die Streureflexion des Umgebungslichts, aber kann dessen Spiegelreflexion nicht ausreichend unterdrücken.
Dies bedeutet, dass man in einer Lichtabsorptionsschicht, die durch Beschichten einer grafithaltigen Dispersionsflüssigkeit zum Binden des von der Außenseite der Tafel (Glastafel) 11 einfallenden Lichts 52, wie in 11A gezeigt, erzeugt wird, das diffuse Reflexionslicht 54, das angenähert homogen in alle Richtungen an der Grenzfläche der Tafel 51 und der Lichtabsorptionsschicht 53 reflektiert wird, wirksam verringern werden kann. Wie jedoch in 11B gezeigt, kann das an der Grenzfläche zwischen der Tafel 51 und der Lichtabsorptionsschicht 53 spiegelartig gemäß dem Reflexionsgesetz reflektierte Licht 55 nicht wirksam verringert werden. Dementsprechend bestand dahingehend ein Problem, dass sich das Umgebungslicht, beispielsweise einer Fluoreszenzlampe, auf der Anzeigeoberfläche addiert, was die Beobachtung der Anzeigeoberfläche erschwert.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Lösung solcher Probleme gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dispersionsflüssigzusammensetzung für eine schwarze Matrix bereitzustellen, welche die Bildung einer Lichtabsorptionsschicht ermöglicht, die in einer Anzeigeoberfläche einer Anzeigevorrichtung, wie einer Kathodenstrahlröhre, das Reflexionsvermögen an der Grenzfläche zwischen einer Lichtabsorptionsschicht und einer Platte erheblich reduziert, und das Umgebungslicht somit weniger additiv macht.
Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, deren Grenzfläche zwischen der Lichtabsorptionsschicht, d.h. der schwarzen Matrix und der Platte, in ihrem Reflexionsvermögen verringert ist, um das Umgebungslicht weniger additiv zu machen, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Offenbarung der Erfindung
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Dispersionsflüssigzusammensetzung zur Herstellung einer schwarzen Matrix. Die Dispersionsflüssigzusammensetzung umfasst Manganoxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 2.000 nm, oder eine feste Lösung von Manganoxid und Eisen(III)oxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 2.000 nm und einem Mangangehalt im Bereich von 15 bis 70 Gew.-%; mindestens ein Dispergiermittel, das man aus der folgenden Gruppe auswählt: wasserlösliches Acrylharz, das Natriumsalz, Ammoniumsalz oder Kaliumsalz eines wasserlöslichen Acrylharzes und das Natriumsalz, Ammoniumsalz oder Kaliumsalz einer Polycarbonsäure oder Ligninsulfonsäure oder Bisphenolsulfonsäure; und Wasser oder eine Lösungsmittelmischung aus Wasser und einem mit Wasser kompatiblen organischen Lösungsmittel.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung. Die Anzeigevorrichtung umfasst eine transparente Tafel oder Platte ("panel"), eine als schwarze Matrix auf einer inneren Oberfläche der Tafel oder Platte angeordnete Lichtabsorptionsschicht und Leuchtstoffschichten, die auf einer Hinterseite, der Tafel oder Platte bezüglich der Lichtabsorptionsschicht gegenüberliegend angeordnet sind. Die Lichtabsorptionsschicht enthält als Hauptkomponente Manganoxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 2.000 nm oder eine feste Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 2.000 nm und einem Mangangehalt im Bereich von 15 bis 70 Gew.-%.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für die Anzeigevorrichtung. Das Herstellungsverfahren umfasst einen Schritt zum Bilden einer Lichtabsorptionsschicht auf einer inneren Oberfläche einer transparenten Platte oder Tafel und einen Schritt zum Bilden von Leuchtstoffschichten auf einer Hinterseite, der Tafel oder Platte bezüglich der Lichtabsorptionsschicht gegenüberliegend. Beim Herstellungsschritt für die Lichtabsorptionsschicht wird die innere Oberfläche der Platte oder Tafel mit der Dispersionsflüssigkeit zum Binden beschichtet. Hier enthält die Dispersionsflüssigkeit Manganoxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 2.000 nm oder eine feste Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid, mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 2.000 nm und einem Mangangehalt im Bereich von 15 bis 70 Gew.-%, mindestens ein Dispergiermittel, ausgewählt aus der Gruppe eines wasserlöslichen Acrylharzes, eines Natriumsalzes, Ammoniumsalzes oder Kaliumsalzes eines wasserlöslichen Acrylharzes oder eines Natriumsalzes, Ammoniumsalzes oder Kaliumsalzes einer Polycarbonsäure oder Ligninsulfonsäure oder Bisphenolsulfonsäure, und Wasser oder eine Lösungsmittelmischung aus Wasser und einem mit Wasser kompatiblen organischen Lösungsmittel.
In der vorliegenden Erfindung setzt man als Licht-absorbierende Substanz Manganoxid, dessen mittlerer Teilchendurchmesser auf dem Bereich von 50 bis 2.000 nm kontrolliert wird, oder eine feste Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid ein, dessen mittlerer Teilchendurchmesser auf den Bereich von 50 bis 2.000 nm eingestellt wird. Das Manganoxid kann Mangandioxid (MnO₂), Dimangantrioxid (Mn₂O₃), Trimangantetroxid (Mn₃O₄), Dimanganheptoxid (Mn₂O₇) oder eine ähnliche Verbindung sein. Insbesondere Mangandioxid wird vorzugsweise eingesetzt.
Darüber hinaus ist Manganoxid oder eine feste Lösung aus Manganoxid und Eisenoxid mit solch einem mittleren Teilchendurchmesser vorzugsweise in einem Verhältnis von 0,5 bis 60 Gew.-% bezüglich der gesamten Dispersionsflüssigkeit, stärker bevorzugt in einem Verhältnis von 5 bis 35 Gew.-% enthalten. Wenn der Gehalt an Manganoxid oder der festen Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid weniger als 0,5 Gew.-% der gesamten Dispersionsflüssigkeit beträgt, kann man nur unter Schwierigkeiten eine Lichtabsorptionsschicht (schwarze Schicht) mit einer ausreichenden lichtabschirmenden Wirkung als schwarze Matrix einer Anzeigevorrichtung, wie einer Kathodenstrahlröhre erzeugen. Wenn andererseits der Gehalt 60 Gew.-% übersteigt, wird die Viskosität der Dispersionsflüssigkeit zu hoch, um die Platte oder die Tafel gleichmäßig zu beschichten, selbst wenn man ein später beschriebenes Additiv zugibt.
Ferner kann man als feste Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid eine mit einem Mangangehalt von mehr als 15 Gew.-% einsetzen. Vorzugsweise setzt man insbesondere eine ein, deren Mangangehalt im Bereich von 15 bis 70 Gew.-% liegt.
Eine feste Lösung, deren Mangangehalt weniger als 15 Gew.-% beträgt, erzeugt nur unter Schwierigkeiten eine Lichtabsorptionsschicht mit einer ausreichenden lichtabschirmenden Eigenschaft als schwarze Matrix einer Kathodenstrahlröhre oder ähnlicher Vorrichtungen. Wenn andererseits der Mangangehalt der festen Lösung 70 Gew.-% übersteigt, erhält man nahezu die gleiche Verringerungswirkung hinsichtlich der Spiegelreflexion und Diffusionsreflexion wie bei Manganoxid, d.h. man verliert den Vorteil des Einsatzes einer festen Lösung mit Eisen(III)oxid.
Durch Variieren des mittleren Teilchendurchmessers des Manganoxids und der festen Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid stellte man Dispersionsflüssigkeiten her, welche diese jeweils enthielten. Die hergestellten Dispersionsflüssigkeiten wurden auf die Glasplatten/Tafeln als Schicht aufgetragen unter Erhalt von Lichtabsorptionsschichten. Die Streureflexion (Rr %) und die Spiegelreflexion (Rm %) wurden von der Platten-/Tafelseite aus gemessen und die Ergebnisse werden in 1 gezeigt.
Man erzeugte die Lichtabsorptionsschichten, indem man die ganze innere Oberfläche der Glasplatten/Tafeln mit einer Lichtdurchlässigkeit von 80 % in einer Dicke von 0,5 μm in einem Spinbeschichtungsverfahren mit Dispersionsflüssigkeiten beschichtete, die 12 Gew.-% Mangandioxid (MnO₂) oder feste Lösung aus Mangandioxid und Eisen(III)oxid (MnO₂·Fe₂O₃), deren Mangangehalt 40 Gew.-% betrug, 0,6 Gew.-% Ammoniumsalz eines Copolymers aus Acrylsäure-Ethoxytriethylenglykolmethacrylat und 87,4 Gew.-% Wasser enthielten, und dann trocknete. Dann überzog man diese Lichtabsorptionsschicht (eine abschirmende Grundierungsschicht) mit einer blauen Leuchtstoffaufschlämmung, die einen blau-emittierenden Leuchtstoff (ZnS: Ag, Al) enthielt, nach einem Spinbeschichtungsverfahren und trocknete unter Erhalt einer blauen Leuchtstoffschicht mit einer Dicke von 15 μm.
Ferner führte man die Messung der Streureflexion (Rr %) und der Spiegelreflexion (Rm %) auf die folgende Art durch. Bei der Messung der diffusen Reflexion, wie sie in 2A gezeigt wird, stellt man eine Probenplatte/Tafel mit einer Lichtabsorptionsschicht 2, welche Mangandioxid oder eine feste Lösung aus Mangandioxid und Eisen(III)oxid auf der inneren Oberfläche der Glasplatte/Tafel 1 aufwies, in einem dunklen Raum so auf, dass die äußere Oberfläche der Platte/Tafel 1 nach oben gerichtet war. Hier bestrahlte man unter einem Winkel von 45° bezüglich der aus dem Zentrum der Platte/Tafel hervorgehenden Normallinie 1 mit Licht einer Fluoreszenzlampe 3. Mit einem auf der Normallinie 1 angeordneten Helligkeitsmessgerät 4 wurde die Helligkeit des reflektierten Lichts bezüglich einer Referenz gemessen, einer weiß streuenden Platte (Reflexion von 99,9 %). Der gemessene Wert wurde in die absolute Reflexion umgewandelt, um die Streureflexion zu erhalten.
Andererseits wurde die Messung der Spiegelreflexion auf die gleiche Weise durchgeführt, wie dies in 2B gezeigt wird. Wie auch im Falle der Streureflexion wurde eine Probenplatte/Tafel in einem dunklen Raum so aufgestellt, dass die äußere Oberfläche der Platte/Tafel 1 nach oben gerichtet war. Diese Platte/Tafel belichtet man aus einem Winkel von 45° bezüglich einer aus dem Zentrum der Platte/Tafel hervorgehenden Normallinie mit Licht einer Fluoreszenzlampe 3. Die Helligkeit des reflektierten Lichts wurde bezüglich der Referenz, einer weißen Platte mit einem Helligkeitsmessgerät 4 gemessen, das auf der entgegengesetzten Seite der Bestrahlung mit einem Winkel von 45° bezüglich der Normallinie 1 angeordnet war. Der gemessene Wert wurde in die absolute Reflexion umgewandelt.
Ferner wurde mit ähnlichen Probenplatten/Tafeln die Lichtdurchlässigkeit gemessen und die Ergebnisse werden in 3 gezeigt.
Die in 1 und 3 gezeigten Ergebnisse bestätigen das folgende. Das heißt, dass die Spiegelreflexion (Rm %) der gebildeten Lichtabsorptionsschicht (schwarze Schicht) merklich zunimmt, wenn der mittlere Teilchendurchmesser des MnO₂ oder MnO₂·Fe₂O₃ in einer Dispersionsflüssigkeit 2.000 nm übersteigt. Wenn im Gegensatz dazu der mittlere Teilchendurchmesser des MnO₂ oder MnO₂·Fe₂O₃ weniger als 50 nm beträgt, erhöht sich die Lichtdurchlässigkeit merklich unter Verschlechterung der lichtabschirmenden Eigenschaft. Da im Ergebnis davon das emittierte Licht der Leuchtstoffschicht fehlgeleitet wird, verschlechtert sich die Farbreinheit.
Wenn man ferner die MnO₂ enthaltende Lichtabsorptionsschicht mit der MnO₂·Fe₂O₃, d.h. eine feste Lösung enthaltenden Lichtabsorptionsschicht im Bereich eines mittleren Teilchendurchmesser von 2.000 nm oder weniger vergleicht, ist die letztere der ersteren unter dem Gesichtspunkt der reduzierten Spiegelreflexion und Streureflexion überlegen.
Zu der erfindungsgemäßen Dispersionsflüssigzusammensetzung gibt man ein Dispergierungsmittel, um das Manganoxid oder die feste Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid mit solch einem Teilchendurchmesser in einem Lösungsmittel zu dispergieren, und die Koagulation zu verhindern. Als Dispergierungsmittel kann man mindestens ein Mittel verwenden, das man aus einer Gruppe, bestehend aus wasserlöslichen Acrylharzen, speziell Polymeren oder Copolymeren der Acrylsäure, Methacrylsäure oder deren Derivaten, einem Natriumsalz, einem Ammoniumsalz oder einem Kaliumsalz des besagten wasserlöslichen Acrylharzes, oder einem Natriumsalz, Ammoniumsalz oder Kaliumsalz einer Polycarbonsäure oder Ligninsulfonsäure oder Bisphenolsulfonsäure auswählt.
Hier kann man als Derivate der Acrylsäure oder Methacrylsäure, die wasserlösliche Acrylharze darstellen, n-Butylmethacrylat, Benzilmethacrylat, 2-Phenylethylmethacrylat, Ethoxytriethylenglykolmethacrylat, Ethoxyethylmethacrylat, Butoxyethylmethacrylat, Ethoxytriethylenmethacrylat, Methoxypolyethylenglykolmethacrylat, Methylacrylat, Ethylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Isodecylmethacrylat, n-Laurylmethacrylat, Tridecylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Ethoxydiethylenglykolacrylat, Methoxydiethylenglykolacrylat, Methoxytriethylenglykolacrylat, Methoxydipropylenglykolacrylat, Phenoxyethylacrylat, Phenoxypolyethylenglykolacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Acryloyloxyethylbernsteinsäure, 2-Acryloyloxyethylphthalsäure, 2-Acryloyloxyethylhexahydrophthalsäure, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat anführen.
Ferner kann man als käuflich erhältliche Produkte solcher wasserlöslichen Acrylharze oder ihre Salze POLYFLOW Nr. 90, POLYFLOW WS-30, FLOWLEN TG-730W (jeweils Produkte der Kyoei Chemical Co.), AQUALIC HL-415 (Produkt der Nihon Shokubai Co.) anführen.
Als weitere käuflich erhältliche Dispergiermittel kann man DEMOL EP (ein Produkt der Kao Chemical Co.), welches ein Polycarboxylat ist, VANILLEX N (ein Produkt der Nihonseishi Co.), welches ein Ligninsulfonat darstellt, VISPERSE P-121 (ein Produkt der Nihonseishi Co.), welches ein Bisphenolsulfonat ist, oder ähnliche Produkte einsetzen.
In der vorliegenden Erfindung setzt man vorzugsweise als Dispergierungsmittel ein wasserlösliches Acrylharz und seine Derivate, insbesondere ein Ammoniumsalz oder Natriumsalz des wasserlöslichen Acrylharzes ein. Ferner liegt die Zugabemenge des Dispergierungsmittels vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 25 Gew.-% bezüglich des Manganoxids oder der festen Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid. Wenn die Zugabemenge des Dispergierungsmittels bezüglich des Manganoxids oder der festen Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid weniger als 0,05 Gew.-% beträgt, neigen die Manganoxidteilchen oder die Teilchen der festen Lösung zur Koagulation. Wenn ferner die Beigabemenge des Dispergierungsmittels 25 Gew.-% übersteigt, kommt es neben der Koagulation der Manganoxidteilchen oder der Teilchen der festen Lösung leicht zur Bildung von "Pinholes" in der gebildeten Lichtabsorptionsschicht, was zu Problemen führt.
In der vorliegenden Erfindung kann man als Lösungsmittel Wasser alleine, oder eine Lösungsmittelmischung, die man durch Mischen von Wasser und einem wasserkompatiblen organischen Lösungsmittel herstellt, einsetzen. Hier kann man als mit Wasser kompatibles organisches Lösungsmittel Alkohole, wie Methanol, Ethanol und Propanol, Glykole wie Ethylenglykol und Propylenglykol, Glykolether, wie Propylenglykolmonomethylether und Propylenglykolmonoethylether und polare Lösungsmittel, wie 2-Pyrrolidon, N-Methylpyrrolidon, Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid einsetzen.
Ferner kann man zu der Dispersionsflüssigzusammensetzung der vorliegenden Erfindung Methylpolysiloxan oder Dimethylpolysiloxan, das durch Alkylenoxid, wie Ethylenoxid oder Propylenoxid denaturiert wurde, zugeben. Durch die Zugabe solcher Polysiloxane kann man die Beschichtungseigenschaften gegenüber der Glasplatte/Tafel verbessern und dadurch eine schwarze Schicht mit Homogenität und einer gleichmäßigen Dicke erzeugen.
In der vorliegenden Erfindung ist es hinsichtlich der zuvor erwähnten denaturierten Polysiloxane wünschenswert, eines einzusetzen, das einen HLB (hydrophil-lipophil-Gleichgewicht) -Wert von 3 bis 18 aufweist. Wenn der HLB-Wert weniger als 3 beträgt, kann man wegen unzureichender Kompatibilität zwischen Wasser und Polysiloxan eine ausreichende Verbesserung der Beschichtungseigenschaft der Dispersionsflüssigkeit nicht erzielen. Wenn ferner der HLB-Wert 18 übersteigt, bildet sich Schaum in der Dispersionsflüssigkeit, was zu Inhomogenität in der Beschichtung führt.
Als käuflich erhältliche denaturierte Polysiloxane, die man zur Verbesserung der Beschichtungseigenschaft zugeben kann, gibt es beispielsweise SILWET L-7001, Fz-7064, Fz-2165 (jeweils Produkte der Nihonunicar Co.). Ferner kann man Polyvinylalkohol einsetzen. Polyvinylalkohol verwendet man vorzugsweise, wenn von der festen Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid Gebrauch gemacht wird.
Ferner ist es wünschenswert, dass die Zugabemenge solcher Additive bezüglich der gesamten Dispersionsflüssigkeit im Bereich von 0,05 bis 0,5 Gew.-% liegt. Beträgt die Zugabemenge weniger als 0,05 Gew.-%, wird die Dispersionsflüssigkeit von der Platte/Tafel aus Glas oder einem ähnlichen Material abgestoßen; dementsprechend treten leicht fleckenartige, nicht beschichtete Abschnitte 5 (in 4A erläutert) in der Lichtabsorptionsschicht 2 auf. Im Gegensatz dazu wird bei einer 0,5 Gew.-% übersteigenden Zugabemenge die Schichtdicke der Lichtabsorptionsschicht 2 uneinheitlich und es treten leicht Stufen 6 (in 4B erläutert) auf, die radial vom Zentralabschnitt zu dem Umfangsabschnitt laufen. Daher verschlechtert sich in jedem Fall die Gleichmäßigkeit des Bildes.
Als erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung kann man eine Farbkathodenstrahlröhre, eine Feldemissionsanzeige (FED), ein Plasmaanziegefeld (PDP) oder eine ähnliche Vorrichtung anführen. Die Strukturen dieser Anzeigevorrichtungen werden anhand der Zeichnungen beschrieben.
Eine Farbkathodenstrahlröhre, wie sie in 5 gezeigt wird, weist eine externe Hülle, die eine Glasplatte/Tafel 7 umfasst, d.h. eine transparente Tafel/Platte, einen Trichter 8 und einen Hals 9 auf. Auf der inneren Oberfläche der Platte/Tafel 7 ist ein Leuchtstoffschirm 10 angeordnet, der später beschrieben werden wird, und weiter im Inneren davon, ist eine Schattenmaske 11 gegenüber dem Leuchtstoffschirm angeordnet. Andererseits sind im Hals 9 der externen Hülle Elektronenstrahlerzeuger 13 angeordnet, welche die Elektronenstrahlen 12 emittieren. Darüber hinaus ist im Inneren des Trichters 8 eine innere Abschirmung 14 zum Abschirmen der Elektronenstrahlen von einem äußeren magnetischen Feld angeordnet. Außerhalb des Trichters 8 ist eine Ablenkvorrichtung 15 zum Ablenken der Elektronenstrahlen 12 durch ein dadurch erzeugtes magnetisches Feld angeordnet.
Der Leuchtstoffschirm 10, wie er in den 6A und 6B gezeigt wird, ist aus einer Lichtabsorptionsschicht 16, die in Matrixformationen gebildet wird, und den Leuchtstoffschichten 17B, 17G und 17R der jeweiligen Farben Blau, Grün und Rot aufgebaut, die in Löchern einer zuvor bestimmten Form (beispielsweise in einer kreisförmigen Punktformation) in der Lichtabsorptionsschicht 16 angeordnet und gebildet. Die Lichtabsorptionsschicht 16 enthält Manganoxid eines mittleren Teilchendurchmessers von 50 bis 2.000 nm oder eine feste Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid, deren mittlerer Teilchendurchmesser 50 bis 2.000 nm beträgt und deren Mangangehalt 15 bis 70 Gew.-% ist. Zur Förderung der Farbreinheit kann man optische Filter, welche den Emissionsfarben der jeweiligen Leuchtstoffschichten 17 entsprechen, zwischen die Leuchtstoffschichten 17 und die Platte/Tafel 7 einführen.
Man kann den Leuchtstoffschirm 10 einer solchen Farbkathodenstrahlröhre beispielsweise mit den folgenden jeweiligen Schritten herstellen, die in den 7A bis 7G gezeigt werden.
Als erstes kann man, wie in 7A gezeigt, eine Fotoresistschicht 18 nach ihrer Ausbildung auf der inneren Oberfläche einer Glasplatte/Tafel 7 durch eine Schattenmaske 11 belichten und mit einem Muster härten, welches dem Elektronenstrahl entspricht, der durch die Löcher 11A der Schattenmaske 11 geht. Als nächstes entwickelt man die Fotoresistschicht und trocknet, um die fotogehärtete Schicht 19 in Punktform in Positionen verbleiben zu lassen, die zur Bildung der Leuchtstoffschichten bestimmt sind (7B).
Als nächstes beschichtet man die gesamte innere Oberfläche der Platte/Tafel 7, auf der die fotogehärtete Schicht 19 gebildet wurde, mit der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Dispersionsflüssigzusammensetzung und trocknet unter Erhalt einer gebundenen Schicht 20 aus Manganoxid oder einer festen Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid, welche beide Lichtabsorptionsmaterialien darstellen (7C). Danach löst man die fotogehärtete Schicht 19 und schält sie mit einem Zersetzungsmittel, wie Sulfaminsäure und Wasserstoffperoxid-Wasser ab, wodurch die gebundene Schicht 20 der darauf gebildeten Lichtabsorptionssubstanz entfernt wird. Auf diese Weise werden Löcher freigelegt, die dazu bestimmt sind, die Leuchtstoffschicht zu bilden. So bildet man die Lichtabsorptionsschicht 16 mit einem zuvor bestimmten Muster (7D).
Danach bildet man auf der inneren Oberfläche der Platte/Tafel 7, auf der die Lichtabsorptionsschicht 16 als Matrix gebildet wurde, eine blaue Leuchtstoffschicht 17B, eine grüne Leuchtstoffschicht 17G und eine rote Leuchtstoffschicht 17R wiederum jeweils nach dem Aufschlämmungsverfahren. Bei dem Aufschlämmungsverfahren wird die Lichtabsorptionsschicht 16 beispielsweise mit der Aufschlämmung eines blauen Leuchtstoffs beschichtet und getrocknet unter Erhalt einer (dünnen) Schicht 21 des blau-emittierenden Leuchtstoffs über die gesamte innere Oberfläche der Platte/Tafel 7 hinweg. Hier enthält die Aufschlämmung des blauen Leuchtstoffs einen blau-emittierenden Leuchtstoff (ZnS: Ag, Al) und PVA (Polyvinylalkohol) und Dichromat als Hauptkomponenten, zu denen eine oberflächenaktive Substanz gegeben wird. Diese Schicht 21 des blau-emittierenden Leuchtstoffs wird mit UV-Licht durch die Schattenmaske 11 belichtet (7E). Die Schicht 21 wird, nachdem sie so belichtet wurde, entwickelt, worauf man die nicht gehärteten Abschnitte durch Reinigung entfernt. Dadurch erzeugt man die blaue Leuchtstoffschicht 17B in Punktform in den vorbeschriebenen Positionen (7F).
Danach erzeugt man der Reihe nach, auf die gleiche Weise wie bei der blauen Leuchtstoffschicht 17B, die grüne Leuchtstoffschicht 17G und die rote Leuchtstoffschicht 17R. Auf diese Weise erzeugt man auf der inneren Oberfläche der Platte/Tafel 7 eine Lichtabsorptionsschicht 16 in Matrixformation und einen Leuchtstoffschirm 10, der eine blaue Leuchtstoffschicht 17B, eine grüne Leuchtstoffschicht 17G und eine rote Leuchtstoffschicht 17R umfasst, die jeweils in Punkten gebildet werden. Hier enthält die grüne Leuchtstoffaufschlämmung einen grün-emittierenden Leuchtstoff (ZnS: Cu, Al) und PVA (Polyvinylalkohol) und Dichromat als ihre Hauptkomponenten, wozu ein oberflächenaktives Mittel gegeben wird. Die rote Leuchtstoffaufschlämmung enthält einen rot-emittierenden Leuchtstoff (Y₂O₂S: Eu) und PVA (Polyvinylalkohol) und Dichromat als ihre Hauptkomponenten, wozu ein oberflächenaktives Mittel gegeben wird.
Als nächstes werden nun, als weitere Beispiele für die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung, die Strukturen einer Feldemissionsanzeige (FED) und eines Plasmaanzeigefelds (PDP) beschrieben.
Im FED, wie es in 8 gezeigt wird, liegen das Substrat 21 der Elektronen-emittierenden Seite und das Substrat 22 der Licht-emittierenden Seite parallel gegenüber und bilden eine Vakuumhülle. Auf dem Substrat 21 der Elektronen-emittierenden Seite wird auf einem Siliciumsubstrat 23 eine (dünne) Schicht aus Siliciumdioxid 24 mit ziemlich vielen Vertiefungen 24 erzeugt. Auf dieser Schicht aus Siliciumdioxid 25 werden Steuerelektroden 26 erzeugt, die aus Mo oder Nb bestehen und auf dem Siliciumsubstrat 23 im Inneren der Vertiefungen 24 erzeugt man konische Elektronen-emittierende Elemente 27, die aus Mo bestehen.
Ferner bildet man auf dem Substrat 22 der Licht-emittierenden Seite, auf einer Oberfläche eines transparenten Glassubstrats 28, das den Elektronen-emittierenden Elementen 27 gegenüberliegt, einen Leuchtstoffschirm 10 aus. Der Leuchtstoffschirm 10 umfasst, wie in 9 gezeigt, eine Lichtabsorptionsschicht 16 in Matrixform und eine Leuchtstoffschicht 17 aus blau-emittierenden, grün-emittierenden und rot-emittierenden Leuchtstoffen, die in Löchern mit vorgeschriebener Form der Lichtabsorptionsschicht 16 angeordnet und gebildet werden. Die Lichtabsorptionsschicht 16 enthält als Licht-absorbierende Substanz Manganoxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 2.000 nm oder eine feste Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid, deren mittlerer Teilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 2.000 nm liegt und deren Mangangehalt im Bereich von 15 bis 70 Gew.-% liegt. Ferner ordnet man ein Stützglied 29 zwischen dem Substrat 21 der Elektronen-emittierenden Seite und dem Substrat 22 der Licht-emittierenden Seite an, um die Last auf dem Siliciumsubstrat 23 zu stützen, die durch das Gewicht des Leuchtstoffschirms 10 und des Glassubstrats 28 und atmosphärischem Druck erzeugt wird.
In dieser Anzeigevorrichtung bestrahlen Elektronenstrahlen, die von vielen der Elektronen-emittierenden Elemente 27 emittiert werden, den Leuchtstoffschirm 10 und dadurch emittieren die jeweiligen Leuchtstoffschichten 17 des Leuchtstoffschirms 10 Licht und zeigen Bilder an. Dieser Leuchtstoffschirm 10 (die Licht-absorbierende Schicht 16 und die jeweiligen Leuchtstoffschichten 17) des FED wird auf die gleiche Weise hergestellt, wie beispielsweise der zuvor beschriebene Leuchtstoffschirm der Farbkathodenstrahlröhre.
Ferner sind in einem PDP vom Wechselstromtyp, d.h. dem dritten Beispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, wie es in 10 gezeigt wird, zwei Glassubstrate 30 und 31 als Hinter- und Vorderseite parallel und gegenüber angeordnet. Sie werden in einem gewissen Abstand voneinander durch eine Vielzahl von Zellwänden 32 gestützt, die parallel auf dem Glassubstrat 30 der Hinterseite angeordnet sind.
Auf der rückseitigen Oberfläche des Glassubstrats 31 (Vorderseite) sind eine Lichtabsorptionsschicht 16 und eine zusammengesetzte Elektrode 35, die aus einer Transportelektrode 33, d.h. einer Stützelektrode und einer metallischen Elektrode 34, d.h. einer Buselektrode, aufgebaut ist, parallel zueinander geformt. Darüber hinaus wird eine Schicht 36 aus einer dielektrischen Substanz erzeugt, welche die zusammengesetzte Elektrode 35 bedeckt und ferner darauf eine Schutzschicht (MgO-Schicht) 37.
Andererseits erzeugt man auf der vorderen Oberfläche des Glassubstrats 30 (Rückseite), orthogonal zu den zusammengesetzten Elektroden 35, Adresselektroden 38, die zwischen den Zellwänden 32 angeordnet sind. Ferner wird die Leuchtstoffschicht 17 als Bedeckung über den Adresselektroden 38 angeordnet.
Bei der Herstellung eines PDPs mit solch einer Struktur kann man auf dem Glassubstrat 31 der Vorderseite, auf identische Weise, wie bei der zuvor beschriebenen Farbkathodenstrahlröhre, eine Lichtabsorptionsschicht 16 erzeugen. Darüber hinaus kann man auch die Leuchtstoffschicht 16 auf dem Glassubstrat 30 der Rückseite auf die gleiche Weise wie bei der Leuchtstoffschicht der zuvor beschriebenen Farbkathodenstrahlröhre ausbilden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem mittleren Teilchendurchmesser des Manganoxids, oder dem mittleren Teilchendurchmesser einer festen Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid, und der Streureflexion (Rr %) und Spiegelreflexion (Rm %) der Lichtabsorptionsschicht zeigt, die aus einer Dispersionsflüssigkeit gebildet wurde, welche die jeweiligen Licht-absorbierenden Substanzen enthält.
Die 2A und 2B sind Diagramme, die schematisch Messverfahren für die Streureflexion und die Spiegelreflexion zeigen.
3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem mittleren Teilchendurchmesser von Manganoxid oder dem mittleren Teilchendurchmesser einer festen Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid und der Lichtdurchlässigkeit der Probentafel/-platte zeigt.
Die 4A und 4B sind flache Ansichten, welche schematisch irreguläre Muster zeigen, welche in der Lichtabsorptionsschicht auftreten können.
5 ist ein Querschnitt, der den Aufbau einer Farbkathodenstrahlröhre gemäß dem ersten Beispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung zeigt.
Die 6A und 6B stellen eine flache Ansicht und einen Querschnitt dar, die ein Beispiel für den Aufbau eines Leuchtstoffschirms in der Farbkathodenstrahlröhre zeigen.
Die 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F und 7G sind Querschnitte, welche die jeweiligen Schritte zum Erzeugen des zuvor beschriebenen Leuchtstoffschirms zeigen.
8 ist ein Querschnitt, der den Aufbau eines FEDs zeigt, d.h. des zweiten Beispiels einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
9 ist eine flache Ansicht, die ein Beispiel für den Aufbau eines Leuchtstoffschirms in einem FED zeigt.
10 ist ein Querschnitt, der den Aufbau eines PDPs zeigt, d.h. des dritten Beispiels einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
Die 11A und 11B sind Diagramme, die schematisch den Unterschied zwischen Streureflexion und Spiegelreflexion zeigen.
Ausführungsformen der Erfindung
Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ausführungsformen 1 bis 5
Mit den in Tabelle 1 gezeigten Dispergierungsmitteln wurden Dispersionsflüssigkeiten mit Mangandioxid (MnO₂) oder einer festen Lösung aus Mangandioxid und Eisen(III)oxid (MnO₂·Fe₂O₃) mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt.
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit]
Mit den erhaltenen Dispersionsflüssigkeiten überprüfte man die Qualität und Stabilität der Dispersionen. Darüber hinaus überprüfte man die Beschichtungseigenschaft der Dispersionsflüssigkeiten und die Deckkraft und Wärmebeständigkeit der aufgetragenen Schichten.
Beim Bewerten der Qualität der Dispersion wurde überprüft, ob das Mangandioxid oder die feste Lösung aus Mangandioxid und Eisen(III)oxid koaguliert war oder nicht. Bei der Bewertung der Stabilität des Dispersionszustands überprüfte man, ob der Dispersionszustand über einen längeren Zeitraum stabil war oder sich die Dispersionsflüssigkeit in ihre Bestandteile auftrennte. Ferner überprüfte man beim Bewerten der Beschichtungseigenschaft, ob die aufgetragene Schicht gleichmäßig war oder nicht, und beim Bewerten der Wärmebeständigkeit wurde die aufgetragene Schicht in einem Ofen bei 450°C eine Stunde gebrannt, wonach man die Veränderung der aufgetragenen Schicht vor und nach dem Brennen überprüfte. Die Ergebnisse der Beurteilung werden durch Vergabe von
für ein sehr gutes Niveau,
für ein gutes Niveau und
für ein Niveau, das praktisch keine Probleme hervorruft, gezeigt. Ferner überprüfte man beim Test der Deckkraft, ob die aufgetragene Schicht die darunterliegende Schicht überdeckt oder nicht. Die Ergebnisse der Beurteilung werden unter Vergabe eines
für eine vollständige Bedeckung der darunterliegenden Schicht und eines für eine gewisse Transparenz, die praktisch jedoch keine Probleme hervorruft, gezeigt.
Als nächstes wurden diese Dispersionsflüssigkeiten auf die gesamte innere Oberfläche der Glasplatten/-tafeln mit einer Lichtdurchlässigkeit von 70 % nach dem Spinbeschichtungsverfahren aufgetragen und getrocknet, wodurch man Lichtabsorptionsschichten erhielt. Danach trug man auf der Lichtabsorptionsschicht, eine Aufschlämmung, die einen blau-emittierenden Leuchtstoff (ZnS: Ag, Al) enthielt, nach dem Spinbeschichtungsverfahren auf und trocknete, wodurch man die blaue Leuchtstoffschicht erhielt. Danach wurde die Streureflexion (Rr %) und die Spiegelreflexion (Rm %) von der Seite der Glasplatte/-tafel mit dem zuvor beschriebenen Verfahren gemessen. Die Ergebnisse dieser Messung werden in Tabelle 1 zusammen mit den Bewertungsergebnissen für die Dispersionsqualität der Dispersionsflüssigkeit, der Beschichtungseigenschaft und der Wärmebeständigkeit gezeigt.
In der Tabelle verwendet man in den Ausführungsformen 1 und 5 als Ammoniumsalz des Acrylsäure-Copolymers ein Ammoniumsalz des Acrylsäure-n-butylmethacrylat-Copolymers und in der Ausführungsform 2 als Natriumsalz eines Acrylsäure-Copolymers ein Natriumsalz des Acrylsäure-n-laurylmethacrylat-Copolymers. Ferner verwendet man in der Ausführungsform 3 käuflich erhältliche DEMOL Ep, d.h. ein Natriumcarboxylat, und in der Ausführungsform 4 käuflich erhältliches VANILLEX N, d.h. ein Natriumligninsulfonat.
Zu Vergleichszwecken setzte man Carboxylmethylcellulose (Vergleichsbeispiel 1) und β-Natriumnaphthalinsulfonat (Vergleichsbeispiel 2) ein und stelle Dispersionsflüssigkeiten mit der gleichen Zusammensetzung wie in den Ausführungsformen 1 bis 5 her. Diese produzierten keine, in denen das Manganoxid gleichmäßig dispergiert war. Daher konnten diese auch keine praktisch brauchbaren aufgetragenen Schichten erzeugen.
Ferner stellte man als Vergleichsbeispiel 3 eine Dispersionsflüssigkeit mit einer existierenden Kombination aus Grafit und einem Dispergierungsmittel (Carboxylmethylcellulose) her, um die Dispersionseigenschaft (Dispersionsqualität und -stabilität der Flüssigkeit) und die Beschichtungseigenschaft der Dispersionsflüssigkeit zu bewerten. Ferner erzeugte man mit der erhaltenen Dispersionsflüssigkeit des Grafits die Lichtabsorptionsschicht auf die gleiche Weise wie in den Ausführungsformen 2 bis 5. Danach wurde die Streureflexion und die Spiegelreflexion der erhaltenen Lichtabsorptionsschicht nach dem gleichen Verfahren bewertet. Diese Ergebnisse werden ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt.
Ausführungsform 6
Mit der folgenden Zusammensetzung stellte man eine Mangandioxid-Dispersionsflüssigkeit her.
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit]
Als nächstes erzeugte man mit dieser Dispersionsflüssigkeit und mit einem bekannten Verfahren eine schwarze Matrix (Lichtabsorptionsschicht) einer Farbkathodenstrahlröhre und danach Leuchtstoffschichten.
Die innere Oberfläche einer Glasplatte/-tafel eines Leuchtschirms wurde mit Fotoresist beschichtet und die Fotoresistschicht wurde durch eine Schattenmaske belichtet und entwickelt unter Bildung eines Resistmusters, das in Punkten in den Positionen erzeugt wurde, wo sich die Leuchtstoffschicht bilden sollte. Danach trug man die zuvor beschriebene Dispersionsflüssigkeit des Mangandioxids nach dem Spinbeschichtungsverfahren auf und trocknete. Dann löste man mit einem Zersetzungsmittel wie Sulfaminsäure, Wasserstoffperoxid oder einem ähnlichen Mittel die Resistschicht und die darauf gebildete Lichtabsorptionsschicht auf und schälte sie ab, wodurch sich die schwarze Matrix bildete.
Als nächstes trug man eine Aufschlämmung eines blauen Leuchtstoffs auf der inneren Oberfläche der Platte/Tafel, die zuvor erhitzt wurde, nach dem Spinbeschichtungsverfahren auf und trocknete mit einem Heizgerät, um eine Schicht des blau-emittierenden Leuchtstoffs über die gesamte innere Oberfläche der Platte/Tafel zu bilden. Hier enthielt die Aufschlämmung des blauen Leuchtstoffs einen blau-emittierenden Leuchtstoff (ZnS: Ag, Al) und PVA und Dichromat als Hauptkomponenten, zu denen ein oberflächenaktives Mittel gegeben wurde. Dann belichtet man diese Schicht mit W-Licht durch eine Schattenmaske und entwickelte. Danach bildete sich durch Entfernen der nicht gehärteten Abschnitte durch Reinigung die Schicht des blauen Leuchtstoffs in dem vorgeschriebenen Punktmuster. Dann erzeugte man die grüne Leuchtstoffschicht und die rote Leuchtstoffschicht auf die gleiche Weise wie die blaue Leuchtstoffschicht. Auf diese Weise wurde auf der inneren Oberfläche der Platte/Tafel die Lichtabsorptionsschicht und der Leuchtstoffschirm ausgebildet, der aus blauen, grünen und roten Leuchtstoffschichten bestand. Die Aufschlämmung des grünen Leuchtstoffs enthielt einen grün-emittierenden Leuchtstoff (ZnS: Cu, Al) und PVA und Dichromat als Hauptkomponenten, und ferner ein oberflächenaktives Mittel, und die Aufschlämmung des roten Leuchtstoffs enthielt einen rot-emittierenden Leuchtstoff (Y₂O₂S: Eu) und PVA und Dichromat als Hauptkomponenten, und ferner ein oberflächenaktives Mittel.
In den so hergestellten Farbkathodenstrahlröhren wurde die Streureflexion (Rr %) und die Spiegelreflexion (Rm %) der Anzeigeoberfläche von der äußeren Oberflächenseite der Glasplatte/Tafel nach dem in 2 gezeigten Verfahren bewertet. Die Streureflexion betrug 2,9 % und die Spiegelreflexion 1,3 %. Diese Werte waren merklich geringer als die Streureflexion von 3,9 % und die Spiegelreflexion von 3,2 % bei einer Anzeigeoberfläche (schwarze Matrix aus Grafitschicht) einer existierenden Farbkathodenstrahlröhre. Da das Reflexionsvermögen der Anzeigeoberfläche merklich verringert war, zeigte diese eine verbesserte Wirkung.
Ausführungsform 7
Mit der folgenden Zusammensetzung stellte man eine Dispersionsflüssigkeit des MnO₂ her.
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit
Als nächstes stellte man mit dieser Dispersionsflüssigkeit nach dem gleichen Verfahren wie in Ausführungsform 6 eine schwarze Matrix einer Farbkathodenstrahlröhre und danach Leuchtstoffschichten her.
Die Dispersionsflüssigkeit dieser Ausführungsform, die sich durch ihre Beschichtungseigenschaft gegenüber der Platte/Tafel auszeichnete, konnte eine Lichtabsorptionsschicht von gleichmäßiger Dicke ohne Ungleichmäßigkeiten herstellen. Mit der so hergestellten Farbkathodenstrahlröhre wurde die Streureflexion und die Spiegelreflexion der Anzeigeoberfläche von der äußeren Oberflächenseite der Glasplatte/-tafel auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 6 gemessen. Die erhaltenen Werte waren merklich geringer als bei einer Anzeigeoberfläche einer existierenden Farbkathodenstrahlröhre. Somit war das Reflexionsvermögen der Anzeigeoberfläche merklich reduziert, was zu einer Verbesserung führte.
Ausführungsform 8
Mit der folgenden Zusammensetzung stellte man eine Dispersionsflüssigkeit des MnO₂ her.
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit]
Als nächstes stellte man mit dieser Dispersionsflüssigkeit nach dem gleichen Verfahren wie in Ausführungsform 6 eine schwarze Matrix einer Farbkathodenstrahlröhre und danach Leuchtstoffschichten her.
Die Dispersionsflüssigkeit dieser Ausführungsform, die sich durch ihre Beschichtungseigenschaft gegenüber der Platte/Tafel auszeichnete, konnte eine Lichtabsorptionsschicht von gleichmäßiger Dicke ohne Ungleichmäßigkeiten herstellen. Mit der so hergestellten Farbkathodenstrahlröhre wurde die Streureflexion und die Spiegelreflexion der Anzeigeoberfläche von der äußeren Oberflächenseite der Glasplatte/-tafel auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 6 gemessen. Die erhaltenen Werte waren merklich geringer als bei einer Anzeigeoberfläche einer existierenden Farbkathodenstrahlröhre. Somit war das Reflexionsvermögen der Anzeigeoberfläche merklich reduziert, was zu einer Verbesserung führte.
Ausführungsform 9
Mit der folgenden Zusammensetzung stellte man eine Dispersionsflüssigkeit des MnO₂ her.
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit]
Als nächstes stellte man mit dieser Dispersionsflüssigkeit nach dem gleichen Verfahren wie in Ausführungsform 6 eine schwarze Matrix einer Farbkathodenstrahlröhre und danach Leuchtstoffschichten her.
Die Dispersionsflüssigkeit dieser Ausführungsform, die sich durch ihre Beschichtungseigenschaft gegenüber der Platte/Tafel auszeichnete, konnte eine Lichtabsorptionsschicht von gleichmäßiger Dicke ohne Ungleichmäßigkeiten herstellen. Mit der so hergestellten Farbkathodenstrahlröhre wurde die Streureflexion und die Spiegelreflexion der Anzeigeoberfläche von der äußeren Oberflächenseite der Glasplatte/-tafel auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 6 gemessen. Die erhaltenen Werte waren merklich geringer als bei einer Anzeigeoberfläche einer existierenden Farbkathodenstrahlröhre. Somit war das Reflexionsvermögen der Anzeigeoberfläche merklich reduziert, was zu einer Verbesserung führte.
Ausführungsform 10
Mit der folgenden Zusammensetzung stellte man eine Dispersionsflüssigkeit einer festen Lösung aus Mangandioxid und Eisen(III)oxid (MnO₂·Fe₂O₂) her.
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit]
Als nächstes stellte man mit dieser Dispersionsflüssigkeit und nach dem identischen Verfahren wie in Ausführungsform 6 eine schwarze Matrix einer Farbkathodenstrahlröhre und danach Leuchtstoffschichten her.
Die Dispersionsflüssigkeit war ferner in ihrer Beschichtungseigenschaft gegenüber der Platte/Tafel der in Ausführungsform 7 eingesetzten MnO₂-Dispersionsflüssigkeit überlegen und bildete dementsprechend eine Lichtabsorptionsschicht gleichmäßiger Dicke und ohne Ungleichmäßigkeiten. Mit der so hergestellten Farbkathodenstrahlröhre wurde die Streureflexion und die Spiegelreflexion der Anzeigeoberfläche von der äußeren Oberflächenseite der Glasplatte/-tafel auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 6 gemessen. Die erhaltenen Werte waren merklich geringer als bei einer Anzeigeoberfläche einer existierenden Farbkathodenstrahlröhre. Somit war das Reflexionsvermögen der Anzeigeoberfläche merklich reduziert, was zu einer Verbesserung führte.
Ausführungsform 11
Mit der folgenden Zusammensetzung stellte man eine Dispersionsflüssigkeit einer festen Lösung aus Mangandioxid und Eisen(III)oxid (MnO₂·Fe₂O₃) her.
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit]
Als nächstes stellte man mit dieser Dispersionsflüssigkeit nach dem gleichen Verfahren wie in Ausführungsform 6 eine schwarze Matrix einer Farbkathodenstrahlröhre und danach Leuchtstoffschichten her.
Die Dispersionsflüssigkeit dieser Ausführungsform, die sich durch ihre Beschichtungseigenschaft gegenüber der Platte/Tafel auszeichnete, konnte eine Lichtabsorptionsschicht von gleichmäßiger Dicke ohne Ungleichmäßigkeiten herstellen. Mit der so hergestellten Farbkathodenstrahlröhre wurde die Streureflexion und die Spiegelreflexion der Anzeigeoberfläche von der äußeren Oberflächenseite der Glasplatte/-tafel auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 6 gemessen. Die erhaltenen Werte waren merklich geringer als bei einer Anzeigeoberfläche einer existierenden Farbkathodenstrahlröhre. Somit war das Reflexionsvermögen der Anzeigeoberfläche merklich reduziert, was zu einer Verbesserung führte.
Ausführungsform 12
Mit der folgenden Zusammensetzung stellte man eine Dispersionsflüssigkeit einer festen Lösung aus Mangandioxid und Eisen(III)oxid (MnO₂·Fe₂O₃) her.
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit]
Als nächstes stellte man mit dieser Dispersionsflüssigkeit nach dem gleichen Verfahren wie in Ausführungsform 6 eine schwarze Matrix einer Farbkathodenstrahlröhre und danach Leuchtstoffschichten her.
Die Dispersionsflüssigkeit dieser Ausführungsform, die sich durch ihre Beschichtungseigenschaft gegenüber der Platte/Tafel auszeichnete, konnte eine Lichtabsorptionsschicht von gleichmäßiger Dicke ohne Ungleichmäßigkeiten herstellen. Mit der so hergestellten Farbkathodenstrahlröhre wurde die Streureflexion und die Spiegelreflexion der Anzeigeoberfläche von der äußeren Oberflächenseite der Glasplatte/-tafel auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 6 gemessen. Die erhaltenen Werte waren merklich geringer als bei einer Anzeigeoberfläche einer existierenden Farbkathodenstrahlröhre. Somit war das Reflexionsvermögen der Anzeigeoberfläche merklich reduziert, was zu einer Verbesserung führte.
Ausführungsformen 13 bis 18
Mit den folgenden Zusammensetzungen stellte man Dispersionsflüssigkeiten einer festen Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid her.
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit (a)]
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit (b)]
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit (c)]
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit (d)]
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit (e)]
[Zusammensetzung der Dispersionsflüssigkeit (f)]
Als nächstes stellte man mit diesen Dispersionsflüssigkeiten und nach einem identischen Verfahren wie in Ausführungsform 6 schwarze Matrizes von Farbkathodenstrahlröhren und danach Leuchtstoffschichten her. Die Dispersionsflüssigkeiten (a) bis (f) wurden jeweils in den Ausführungsformen 13 bis 18 verwendet.
Die Dispersionsflüssigkeiten dieser Ausführungsformen, die sich durch ihre Beschichtungseigenschaft gegenüber der Platte/Tafel auszeichneten, konnten Lichtabsorptionsschichten von gleichmäßiger Dicke ohne Ungleichmäßigkeiten herstellen. Mit der so hergestellten Farbkathodenstrahlröhre wurde die Streureflexion und die Spiegelreflexion der Anzeigeoberfläche von der äußeren Oberflächenseite der Glasplatte/-tafel auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 6 gemessen. Die erhaltenen Werte waren merklich geringer als bei einer Anzeigeoberfläche einer existierenden Farbkathodenstrahlröhre. Somit war das Reflexionsvermögen der Anzeigeoberfläche merklich reduziert, was zu einer Verbesserung führte.
Ausführungsform 19
Mit einer MnO₂-Dispersionsflüssigkeit mit identischer Zusammensetzung wie in Ausführungsform 7 und nach einem bekannten Verfahren stellte man eine schwarze Matrix auf einem Glassubstrat einer Feldemissionsanzeige (FED) und danach Leuchtstoffschichten der jeweiligen Farben Rot, Grün und Blau her. Auf diese Weise wurde das Substrat der Licht-emittierenden Seite hergestellt. Dann wurde das Substrat der Licht-emittierenden Seite und das Substrat der Elektronen-emittierenden Seite, in denen Elektronen-emittierende Elemente, Steuerelektroden auf einem Siliciumsubstrat ausgebildet waren, gegenüber angeordnet und mit einem ein Glaspulver enthaltenden Versiegelungsmittel verklebt. Nach dem Brennen bei einer vorgeschriebenen Temperatur im Bereich von 450 bis 500°C zum Versiegeln wurde der Raum zwischen den beiden Substraten in einen Hochvakuumzustand versetzt.
Mit der so hergestellten FED wurde die Streureflexion und die Spiegelreflexion der Anzeigeoberfläche von der äußeren Oberflächenseite des Glassubstrats auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 6 gemessen. Die erhaltenen Werte waren merklich geringer als jene eines existierenden FEDs. Dementsprechend war die vorliegende Ausführungsform im Hinblick auf das Reflexionsvermögen der Anzeigeoberfläche merklich verbessert.
Ausführungsform 20
Mit einer Dispersionsflüssigkeit, die eine identische Zusammensetzung aufwies, wie die MnO₂·Fe₂O₃-Dispersionsflüssigkeit, die in Ausführungsform 10 eingesetzt wurde, wurde auf ähnliche Weise wie in Ausführungsform 19 eine schwarze Matrix eines FED und danach Leuchtstoffschichten gebildet. Dann stellte man das Substrat der Licht-emittierenden Seite her. Dann wurde dieses Substrat der Licht-emittierenden Seite und das Substrat der Elektronen-emittierenden Seite gegenüber angeordnet, um ein FED auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 9 herzustellen.
Mit der so hergestellten FED wurde die Streureflexion und die Spiegelreflexion der Anzeigeoberfläche von der äußeren Oberflächenseite des Glassubstrats auf die gleiche Weise wie in Ausführungsform 6 gemessen. Die erhaltenen Werte waren merklich geringer als jene eines existierenden FEDs. Dementsprechend war die vorliegende Ausführungsform im Hinblick auf das Reflexionsvermögen der Anzeigeoberfläche extrem verbessert.
Ausführungsform 21
Mit einer Dispersionsflüssigkeit, die eine identische Zusammensetzung aufwies, wie die in Ausführungsform 7 eingesetzte MnO₂-Dispersionsflüssigkeit, und nach einem bekannten Verfahren erzeugte man eine Lichtabsorptionsschicht auf einem Glassubstrat der vorderen Oberflächenseite eines Plasmaanzeigefelds (PDP) und danach eine zusammengesetzte Elektrode, eine dielektrische Schicht, eine Schutzschicht oder eine ähnliche Schicht. Danach erzeugte man auf dem Glassubstrat der hinteren Oberflächenseite, unter Verwendung eines bekannten Verfahrens, Leuchtstoffschichten. Dann stellte man ein PDP her, indem man diese Substrate kombinierte.
Das so hergestellte PDP war im Vergleich zu einem existierenden PDP hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Lichtabsorptionsschicht verbessert. Dementsprechend zeigte es unter dem Gesichtspunkt der Gleichmäßigkeit der Anzeigeoberfläche einen merklichen Effekt.
Ausführungsform 22
Mit einer Dispersionsflüssigkeit, die eine identische Zusammensetzung aufwies, wie die in Ausführungsform 10 eingesetzte MnO₂·Fe₂O₃-Dispersionsflüssigkeit erzeugte man auf ähnliche Weise wie in Ausführungsform 21 eine Lichtabsorptionsschicht und Leuchtstoffschichten, um ein PDP herzustellen.
Im Vergleich zu einem existierenden PDP zeigte das so erzeugte PDP eine Verbesserung in der Gleichmäßigkeit der Lichtabsorptionsschicht und im Vergleich zu dem in Ausführungsform 21 hergestellten. PDP eine weitere Verbesserung in der Gleichmäßigkeit der (dünnen) Schicht. Dementsprechend zeigte es eine extrem verbesserte Wirkung unter dem Gesichtspunkt der Gleichmäßigkeit der Anzeigeoberfläche.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie zuvor beschrieben, wird in der erfindungsgemäßen Dispersionsflüssigzusammensetzung als Licht-absorbierende Substanz Manganoxid, dessen mittlerer Teilchendurchmesser auf den Bereich von 50 bis 2.000 nm eingestellt wird, oder eine feste Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid, deren mittlerer Teilchendurchmesser auf den Bereich von 50 bis 2.000 nm eingestellt wird und deren Mangangehalt im Bereich von 15 bis 70 Gew.-% liegt, eingesetzt. Ferner ist solch eine Licht-absorbierende Substanz in einem Lösungsmittel, wie Wasser, durch ein Dispergierungsmittel, wie dem Natriumsalz eines wasserlöslichen Acrylharzes homogen dispergiert. Daher erzeugt man durch Auftragen der Dispersionsflüssigkeit auf ein transparentes Substrat, wie ein Glassubstrat, eine Lichtabsorptionsschicht mit gleichmäßiger Dicke. Darüber hinaus zeigt die Lichtabsorptionsschicht eine verringerte Streureflexion und Spiegelreflexion und insbesondere die letztere, d.h. die Spiegelreflexion, ist merklich reduziert. Dementsprechend kommt es in Anzeigevorrichtungen, wie Farbkathodenstrahlröhren, PDP und FED kaum zu einer Überlagerung von Umgebungslicht auf der Anzeigeoberfläche.

Claims

Dispersionsflüssigzusammensetzung für eine schwarze Matrix, umfassend: Manganoxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 2.000 nm, oder eine feste Lösung von Manganoxid und Eisen(III)oxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 50 bis 2.000 nm und einem Mangangehalt im Bereich von 15 bis 70 Gew.-%; mindestens ein Dispergiermittel, das man aus der folgenden Gruppe auswählt: wasserlösliches Acrylharz, das Natriumsalz, Ammoniumsalz oder Kaliumsalz eines wasserlöslichen Acrylharzes und das Natriumsalz, Ammoniumsalz oder Kaliumsalz einer Polycarbonsäure oder Ligninsulfonsäure oder Bisphenolsulfonsäure; und Wasser oder eine Lösungsmittelmischung aus Wasser und einem mit Wasser kompatiblen organischen Lösungsmittel.
Dispersionsflüssigzusammensetzung für eine schwarze Matrix gemäss Anspruch 1, worin das Manganoxid Mangandioxid ist.
Dispersionsflüssigzusammensetzung für eine schwarze Matrix gemäss Anspruch 1, welche ferner umfasst: Alkylenoxid-denaturiertes Methylpolysiloxan oder Alkylenoxid-denaturiertes Dimethylpolysiloxan.
Dispersionsflüssigzusammensetzung für eine schwarze Matrix gemäss Anspruch 3, worin das Alkylenoxid-denaturierte Methylpolysiloxan oder das Alkylenoxid-denaturierte Dimethylpolysiloxan einen HLB-Wert (Hydrophilie-Lipophilie-Gleichgewicht) im Bereich von 3 bis 18 aufweist.
Dispersionsflüssigzusammensetzung für eine schwarze Matrix gemäss Anspruch 1, worin der Gehalt des Manganoxids oder der festen Lösung des Manganoxids und des Eisen(III)oxids im Bereich von 0,5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Dispersionsflüssigkeit, liegt.
Dispersionsflüssigzusammensetzung für eine schwarze Matrix gemäss Anspruch 1, worin das Dispergiermittel ein Natriumsalz oder Ammoniumsalz eines wasserlöslichen Acrylharzes ist.
Anzeigevorrichtung, welche eine transparente Tafel oder Platte, eine als schwarze Matrix auf einer inneren Oberfläche der Tafel oder Platte angeordnete Lichtabsorptionsschicht und eine Leuchtstoffschicht umfasst, die auf einer Hinterseite, der Tafel oder Platte bezüglich der Lichtabsorptionsschicht gegenüberliegend angeordnet ist, worin die Lichtabsorptionsschicht als Hauptkomponenten Manganoxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 2.000 nm oder eine feste Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 2.000 nm und einem Mangangehalt von 15 bis 70 Gew.-% umfasst.
Herstellungsverfahren für eine Anzeigevorrichtung, umfassend: einen Schritt zum Bilden einer Lichtabsorptionsschicht auf einer inneren Oberfläche einer transparenten Platte oder Tafel und einen Schritt zum Bilden einer Leuchtstoffschicht auf einer Hinterseite, der Tafel oder Platte bezüglich der Lichtabsorptionsschicht gegenüberliegend, worin der Schritt des Bildens der Lichtabsorptionsschicht einen Schritt zum Beschichten einer inneren Oberfläche der Tafel oder Platte mit einer Dispersionsflüssigkeit umfasst, worin die Dispersionsflüssigkeit Manganoxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 2.000 nm oder eine feste Lösung aus Manganoxid und Eisen(III)oxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 2.000 nm und einem Mangangehalt von 15 bis 70 Gew.-%, mindestens eine Art eines Dispergiermittels, ausgewählt aus der Gruppe eines wasserlöslichen Acrylharzes, eines Natriumsalzes, Ammoniumsalzes oder Kaliumsalzes eines wasserlöslichen Acrylharzes, oder eines Natriumsalzes, Ammoniumsalzes oder Kaliumsalzes einer Polycarbonsäure oder Ligninsulfonsäure oder Bisphenolsulfonsäure, und Wasser, oder eine Lösungsmittelmischung aus Wasser und einem mit Wasser kompatiblen organischen Lösungsmittel umfasst.
Herstellungsverfahren für eine Anzeigevorrichtung gemäss Anspruch 8, worin die Dispersionsflüssigkeit Alkylenoxid-denaturiertes Methylpolysiloxan oder Alkylenoxid-denaturiertes Dimethylpolysiloxan umfasst.