JPH02230631A - カラー陰極線管の基板上に発光スクリン構体を電子写真的に形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，スクリン構体の電子写真的形成方法に、更
に詳しくは，摩擦電気的に荷電（摩擦荷電という）した
乾燥粉末状の表面処理したスクリン構造材料を使用して
陰極線管（ＣＲＴ）用のスクリン構体を作る方法に関す
るものである。

〔発明の背景〕

通常のシャドウマスク形ＣＲＴは，繰返し周期的に配列
された相異なる３種の色光を放射する蛍光体素子のアレ
イより成る映像スクリンと、このスタリンに向けて３本
の集中電子ビームを発生させる手段と、このスクリンと
ビーム発生手段との間に正確に配置された薄い多孔金属
シートから成る色選択構体すなわちシャドウマスクと、
を内部４ご有する排気された外囲器で構成されている．
上記の多孔金属シートは、スクリンに対して陰となり、
集中角の相違によって各ビームは」二記マスクの開孔を
通過した部分が所定発光色の蛍光体素子を選択的に励起
する．この蛍光体素子の周りは吸光性材料から成るマト
リクスで囲まれている。

ＣＲＴの観察用フェースプレート−Ｌに蛍光体素子の各
アレイを形成する従来の一方法は，このフェースプレー
トの内面に、３種の発光色のうちの１つの光を放射する
蛍光体粒子と感光性パインダより成るスラリーを塗布し
、　このスラリーを乾燥させて被膜を形成し、シャドウ
マスクの開孔を通してこの乾燥被膜上に光源から光場を
投射する．このときシャドウマスクは写真のマスクとし
て作用する。こうして露光された被膜は、続いて、現像
されて第１の色光放射蛍光体素子ができる。この丁程を
、第２および第３の色光放射蛍光体素子形のために、同
じシャドウマスクを使って、但し各工程ごとに光源位置
を変えて，繰返す。光源の名位置は，各色光放射蛍光体
素子を励起させる電子ビームの−・つの集中角に光路を
近似させるものである．湿式ホトリトグラフ法として知
られているこの方法についてのより詳しい説明は、１９
５３年１月２０日付でロウ（　Ｈ．Ｂ．Ｌｏｗ）氏に与
えられた米国特訂第２６２５７３４号になされている。

上記した湿式法の欠点は，次凹代の娯楽用装置に必要な
より高い解像度およびカラー文字テキストを要するモニ
タ用、］二場用その他の用途における更に晶い解像度の
要求に対して、この方法では対応することができない点
である。更に，この湿式ホトリトグラフ法（マトリクス
形成工程を含む）は，１８２の主要処理工程を要し、長
大な給排水設備ど清浄水を必要とし、蛍光体の回収と再
生をせねばならず、かつ蛍光体材料の露光と乾繰とに多
量の電気エネルギを利用ゼねばならない。

１９６９年ＩＯ月２８Ｆｊ付でランジ（Ｈ．Ｇ．Ｉ，ａ
ｎｇｅ）氏に与えられた米国特許第３４７５１６９号に
は、カラー陰極線管のスクリンを電イ写真技法を使って
形成する方法が開示されている。それは、ＣＲＴのフェ
ースプレートの内面に揮発性の導電性材料を塗布し、次
いでその上に揮発性光導電性材料の層を被覆する．次に
この光導電性層を一様に′荷電し、シャドウマスクを通
した光で選択的に露光して電荷潜像を生成し，高分子是
のキャリャ液を使って現像する．このキャリャ液は、懸
濁液の形で所定発光色の蛍光体粒子を多情に含み、この
蛍光体粒子は１−記光導電性層の適切に荷電された領域
上に選択的に被着して電荷ＰｆＩ像を現像する。この荷
電、露光および＋ＩＲの工程を，スクリンの３種の発光
色蛍光体の各々すなわち緑、青および赤の蛍光体につい
て繰返す。電子写真的スクリン形成方法の一改良案が、
１９８４年５月１５１１にオリースレージャーズ（Ｈ．
Ｇ．０１ｉｅｓｌａｇｅｒｓ）氏他に与えられた米国特
許第４　，４４８　，８６６号に開示されている。この
米国特許の方法では、各蛍光体の被着工程の後で、隣接
する蛍光体粒子の被着バタン部分相互間に在る光導電性
層部を一様に露光して、残存する不要電荷を減少さ姓ず
なわち放電ざゼ次の被着−■程でより−様な光導電体再
荷電ができるようにすることによって、蛍光体粒子の付
着性が増強される。上記最後の２米国特沿が開示してい
るのは電子写真的技法がすなわち要するに湿式法である
から、前述したホトリトグラフィック法（米国特許第２
６２５７３４号の方法）における諸欠点は、この湿式電
子写真法にもち嵌まる． ダー２タ（　Ｐ．Ｏａｔｔａ）氏他の１９８８年１２月
２１日付米国特許出願第２８７３５６号、第２８７３５
８号、第２８７３５５号は、それぞれ、摩擦電気的に荷
゛屯した乾燥粉末状のスクリン構造材料と、蛍光体粒子
の摩擦荷電特性を制御するために表面にカップリング剤
を有する表面処理された蛍光体粒子と、を使用する（Ｅ
Ｒ↑スクリン構体の改良された製造法を開示している。

この製造工程の間、表面処理されたスクリン構造材料は
フェースプレート上の光導電性層に静電的に吸引される
。この吸引力はそのスクリン構造材料−Ｌに在る摩擦電
荷の大きさの関数である。

光導電性層にこの表面処理された材料を付着させるには
サーマルｅポンデイング法が使用されているが、ザーマ
ルーポンディング法は時として光導電性層にひび割れを
起こし、そのため製造工程で後続するフィルム形成工程
中にそれが剥離することがある．従って、製造工程にお
けるスクリン構体の損失を防止するためにサーマルーポ
ンデイング法に代る方法の出現が望まれている．〔発明
の概要〕 この発明に従う、ＣＲＴの基板Ｌに電子写真法で発光ス
クリン構体を形成する方法は，その基板を導電層で被覆
する段階とその導１！層を光導電性層で覆う段階、その
光導電性層上に静電荷を生成する段階、およびその光導
電性層の選択之れだ領域を可視光に露光して上記の電荷
に影響をグーえる段階とを持っている．更に，光導電性
層の上記選択された領域を、摩擦荷電された乾燥粉末状
の表面処理された材料で現像する。

この改良された方法は、］−記表面処理された材料とそ
の下側に在る光導電性層とをある溶剤に接触させて粘着
性とし、次いでその移動を減少さ−ｌｔるように−上記
材料を固定することによって、光導電性層に対する表面
処理された材料の付着力を増強させている． 〔実施例と詳細な説明〕 以下、図示の実施例を参照して詳細説明する．第１図は
、矩形状のフェースプレート・パネル１２とこれに矩形
状のファンネル部ｌ５によって連結された管状ネック部
１４とより成るガラス外囲器１ｌを有するカラ−ＣＲＴ
ＩＯを示している。ファンネル部ｌ５には内部導電被膜
（図示せず）があってアノード●ポタンｌ６に接触しか
つネック部１４内まで延長１，ている．バネルｌ２は、
観察用フェースプレートすなわち基板１８とその周縁フ
ランジすなわち側壁２０とより成り、側壁２０はガラス
フリット２１によってファンネル部１５に封着されてい
る．フェースブ１／−ト１８の内面には３色蛍光体スク
リン２２が形成支持されている。このスクリン２２は、
第２図に示されているが、それぞれ赤色光放射、緑色光
放射および青色光放射蛍光体のストライブ（＃）Ｒ、Ｇ
およびＢより成る多数のスクリン素子を含む線スクリン
であることが好ましい。なお、−上記の素子は３本のス
トライブすなわち３つ組をなすカラーグループまたは絵
素として、繰返し順番に，しかも電子ビームの発生する
共通平面に対しほＣ垂直に延長するように配列されてい
る。この実施例の管を止常な観察位置から視ると．蛍光
体の縞は縦方向に延びている．これらの蛍光体縞は、周
知のように、吸光性のマトリクス材料２３で相互に隔て
られていることが♀ましい．このスクリンは、線スクリ
ンの代りにドッ］・●スクリンであってもよい。アルミ
ニウムを可とする薄い導電性層２４がスクリン２２−Ｌ
に在って、蛍光体素子から放射される光をフェースプレ
ー｝１８を通して反射させると共にスクリンに対して−
様な電位を与えるｆ段となっている。スクリン２２とア
ルミニウム上導電性層２４がスクリン構体を構成してい
る．第１図に戻って，外囲器ｌｌ内にはスクリン構体に
対して所定の間隔をおいて多孔色選択電極すなわちシャ
ドウマスク２５が、通常のｆ段で、脱着可能に取付けら
れている．第１図に破線で略示された電子＃ｃ２６はネ
ック部１４内の中心部に設けられていて，３木の電子ビ
ーム２Ｂを発生してこれらを集中経路に沿って、マスク
２５の開札を介してスクリン２２に向けて投射する。電
子銃２６は、たとえば１９８６年１０，Ｑ　２８日付で
モｌ／ル（Ｍｏｒｒｅｌｌ）氏他に与えられた米国特許
第４，６２０，１３３号に開示された形式のパイポテン
シャル型電子銃であるが、その他任意適当な形式のもの
でもよい。

管１０は、ファンネル部とネツ゛ク部の結合部付近に配
置したヨーク３０のような外部磁気偏向ヨークと共に使
用するようになっている．ヨーク３０をイ・１勢すると
、３本のビーム２８に磁界を作用させて、これらビーム
がスクリン２２上に矩形ラスクを描くように木乎および
垂直に走査させる．偏向の開始面（零偏向面）はヨーク
３０のほＣ中心に線Ｐ−Ｐ（第１図）で示されている。

図の簡略化のために、この偏向域における偏向ビーム経
路の実際のわん曲は図示してない。

スクリン２２は、第３ａ図乃至第３ｆ図に略示された新
しい電子写真的方法で製作される。すなわち最初に、パ
ネル１２を苛性アルカリ溶液で洗滌し、木です覧ざ洗い
し、緩衝弗化水素酸で工−２チングし、再び木です覧ぎ
洗いをするが、これらは周知の方法である．次に、フェ
ースプレート１８の内面を導電性材料のＭ３２で被覆す
る。この層は−Ｌ被光導電性層３４の電極となる．この
導電性Ｍ３２の上に、揮発性の有機高分子（ポリメリッ
ク）材料と可視光に対して感応する適当な染料と溶剤か
ら成る光導電性層３４を被覆する、この導電性層３２と
光導電性層３４の形成方法は前述の米国特許出願第２８
７３５６号中に開示してある。

導電性層３２の覆う光導電性層３４に，第３ｂ図に示さ
れるような普通の正性コロナ放電装置３Ｇにより暗黒状
態で荷電する．このコロナ放電装置３６は層３４を横切
って移動し、同層３４を＋２００乃至＋７００ボルトの
範囲、好ましくは＋２００乃至＋４００ボルトに荷電す
る．パネルｌ２内にシャドウマスク２５ヲ挿入し、この
正に荷電した光導電体を、普通の露光用ライトハウス（
スリー小インかワンφライトハウス・・・第３Ｃ図にレ
ンズ４０で示す）内に配置されたクセノンーフラッシュ
番ランブ３０からの光でシャドウマスクを介して、露光
する。各露光工程後，ランプ位置を変えて、光の入射角
が電子銃からの電子ビームの入射角と同じになるように
する．上記光導電性層のうち後続のスクリン形成のため
光放射蛍光体が被着すべき領域の電荷を放電させるため
に、異なった３個所のランプ位置から計３回の露光操作
が必要である．この露光Ｔ程後．シャドウマスク２５を
バネル１２から外して、そのパネルを第１現像器４２（
第３ｄ図）へ移す。第１現像器は，適切に調製された乾
燥粉末状の吸光性ブラックーマトリクス・スクリン構造
材料粒子と表面処理された絶縁性キャリャφビード（図
示省略）を収容しており、このキャリャΦビードは直径
が約１００乃至３００ミクロンで、以下述べるように、
ブラック・マトリクス材料の粒子に摩擦電荷を与える作
用をする。キャリャ●ビードは，　１９８８年！２月２
１日付でダッタ（Ｐ．Ｄａｔｔａ）氏他が出願した米国
特許山願第２８７３５７号中に記載されているように表
面処理されている。

適当なブラックマトリクス材料は、一般に管の処理温度
４５０℃で安定な黒色顔料を含むものである。マトリク
ス材料の製造に適する黒色顔料は、酸化鉄マンガン、醜
化鉄コパル］・、硫化亜鉛鉄および絶縁性カーポンブラ
ックを含むものである。

ブラックマトリクス材料は、顔料、高分子材料（ボリマ
ー）、およびマトリクス材料にケえられる摩擦電荷の量
を制御する適当な電荷ル１御剤を、溶融一配合（メルト
ーブ１／ンディング）として調製する．この材料は平均
粒径が約５ミクロンとなるように粉砕する。

ブシックマトリクス材料と表面処理されたキャリャ●ビ
ードとは，ブラックマトリクス材料を約１〜２重量％と
して、現像器４２の中で混合する．両材料は，細かく粉
砕されたマトリクス材料粒子が表面処理されたキャリャ
・ビードとよく接触して荷電、たとえば負荷電されるよ
うに混合する。

負荷電されたマトリクス材料粒子は現像器４２から押出
されて，光導電性層３４の正に荷電された非露光領域に
吸引されてその領域を直接現像する。

マトリクス２３を含むこの光導電性層３４を、前述した
米国特許出願第２８７，３５８号および第２８７　，３
５５号に開示された方法で製造された，３！１の、摩擦
荷電された乾燥粉末状の表面処理された色光放射蛍光体
スクリン構造材料のうちの１つを塗布するために、約２
００乃至４００ポルトの正電位となるよラ−様に再荷電
する． バネル１２内にシャドウマスク２５を挿入し、緑色発光
蛍光体材料が被着されるべき位置に相当する光導電性層
３　４　．ｈの選択された領域を、ライトハウス内の第
１位訝からのｉｑ視光で露光して、その露光された領域
を選択的に放電させる。この第１の光源位ｎは，その先
路を緑色発光蛍光体を衝撃する電子ビームの入射角に近
似させるものである．バネルｌ２からシャドウマスク２
５を外し，パネルを第２の現像器４２に移す．第２現像
器４２は、摩擦荷電された乾燥粉末状の表面処理された
緑色発光蛍光体スクリン構造材料粒子と表面処理された
キャリャ●ビードとを収容している．この蛍光体粒子は
適当な高分子電荷制御材料、たとえばポリアミド、ポリ
（エチルオキサゾリン）またはゼラチンの様な材料で表
面処理されている．表面処理されたキャリャ・ビード】
０００グラムと表面処理された蛍光体粒子１５〜２５グ
ラムとを、第２現像器内で混合する．キャリャ●ビード
はフル゛オロシランーカップリング剤で表面処理をして
、蛍光体粒子にたとえば正の電荷を与えるようにする．
蛍光体粒子を負に荷電するにはキャリャ●ビードに対し
てアミノシラン参カップリング剤を使用する．正に荷電
された緑色発光蛍光体粒子は，現像器から押し出され、
光導電性層３４とマトリクス２３の正荷電領域に反撥さ
れて、いわゆる反転現像法によって光導電層の放電され
た露光領域上に被着する。

荷電、露光および現像の各１程は、スクリン構造材料の
うちの乾燥粉末状の表面処理された青色および赤色発光
蛍光体粒子について、各々繰返し行なう．光導電性層３
４の正荷電された領域を選択的に放電させるだめの可視
光による露光は、ライトハウス内の第２位置からおよび
次いで第３位置から行なって．各党路を青色発光蛍光体
および赤色発光蛍光体奢衝撃する各電子ビームの集中角
に近似させるようにする．摩擦電気的に正に荷電した乾
燥粉末状の蛍光体粒子は前述した割合で表面処理された
キャリャービードと混合され、第３の，次に第４の現像
器４２から押し…され，既に被着しているスクリン構造
材料の正荷電された領域により反撥されて光導電性層３
４の放電済領域上に被着し，それぞれ青色発光蛍光体素
子と赤色発光蛍光体素子を形成する． 乾鰻粉末状の蛍光体粒子は適当な重合体で被覆すること
によって表面処理をする．この重合体と蛍光体の表面処
理方法は、上記の米国特許出願第２８７３５８号および
第２８７３５５号に記述されている．両出願のうち前者
にあっては、その被覆用混合物は、約０．５〜５．０重
量％、好ましくは約１．０〜２．０重量％の重合体を適
当な溶剤中に溶かして作っている．この被覆用混合物は
、回転蒸発器と流動化乾燥器、吸着法またはスプレー乾
燥器の何れかによって蛍光体粒子に施す．被覆のすんだ
粒子は、乾燥し、要すれば砕き、４００メッシュのスク
リンで分篩し，更に要すれば商標カポシル（　Ｃａｂｏ
ｓ　ｉ　ｌ　．米国イリノイ州、タスコラのカポットｅ
コーボレーシ，　７　（Ｃａｂｏｔ　Ｃａｒｐ．）から
市＠）として入手可能なシリカ材料または同等物のよう
な流れ調整剤（フロー−モデイファイヤ）を使って乾燥
ミルにかける．流れ調整剤の濃度は表面処理済の蛍光体
の大体０．１〜２．０重量％の範囲内である． 上記両米国出願のうちの後者にあっては、蛍光体粒子に
先ず二酸化シリコン（シリカ）の連続被覆を施し、次い
でその上に、約２００ｍ文の適当な溶剤中に約０．１グ
ラムのカップリング剤を溶かして形成した、シランまた
はチタン酸カップリング剤の上被を施している． 表面処理したマトリクス材料と表面処理した蛍光体粒子
より成るスクリン構造材料を、第３ｅ図に示すように筐
体（図示省略）内でフェースプレート１８の上方に設け
られた容器４４から放出されるクロロベンゼンの様な溶
剤の蒸気に光導電性層と表面処理した両材料とを接触さ
セることにより、光導電性層３４に融着させる。この高
粘稠性の蒸気は，下側にある光導電性層と、蛍光体粒子
とマトリクス材料を被覆している高分子カップリング剤
とに浸透して軟化させてこれら層と被覆とを粘稠性とし
，光導電性層３４に対する表面処理されたスクリン構造
材料の付着力を増強させる．第３ｅ図に示すように、フ
ェースプレートのスクリン２２ヲ上向きに配置すること
によって、粘稠化した表面処理済スクリン構造材料と光
導電性層との間の付着力の増強に重力を利用することが
できる．蒸気の浸透には４乃至２４時間か一り，その後
パネルは次の王程にかける前に乾燥させる． 第３ｆ図に示すように、次にスクリン２２とマトリクス
２３上に固定層４６を形成するための一連の工程中、フ
ェースブレー｝１８を固定する．粒状のスクリン構造材
料が脱落しないようにこの材料を完全に覆うために固定
層を繰返し施すことが必要である．蛍光体粒子をゼラチ
ンで被覆した形式のこの発明の好ましい実施例において
は，この固定用混合物は、水２５％とメチルアルコール
またはイソプロビルアルコール（ＰＶＡ）７５％に，０
，１重量％のボリビニールアルコールを混合して調製し
ている．この混合物を、スクリン２２から約６１〜１２
２ｃｍの位置においたスプレイーノズル４８からスクリ
ン２２上にスプレイする．スブレイを行なう時間は２〜
５分間で、スプレイ圧力は約４０ｐｓｉ（２８．　１２
４ｋｇ／　ｍ２　）である．この様なパラメータの選択
によって乾燥した（ドライ）スプレイができる．次に、
ＰＶＡ０．５重量％と、水５０％、メチルアルコールま
たはイソブロビルアルコール５０％との混合物を約２分
間スプレイして第２回目の被覆を施し、続いてＰＶＡ　
１．０重量％と、水５０％，アルコール５０％から成る
混合物に更に２分間スプレイして第３回目の被覆を行な
う．なお随意工程であるが、後続工程としてスプレイー
フィルム形成工程が含まれている場合にはこの第３回目
の被覆の−１二に１．０重門％のＰＶＡ水溶液（付加ア
ルコール無し）で第４回目の被覆処理を行なう。しか１
，、後続処理丁程がエマルジョンΦフィルム形成工程を
含んでいる場合にはこの第４回目の被覆工程は不要であ
る。フィルム形成を終えたスクリンは、次に、アルミニ
ウム被覆をし、約４２５℃の温度で３０分間ベーキング
処理してスクリン構体中の揮発性有機成分を駆除する． スクリン構造材料が熱可塑性被覆材料から成るこの発明
の好ましい第２実施例では、この固定処理を２王程で行
なうことができる．すなわち、先ず−■−述の例と同じ
様に、スクリン２２の上にＰｖ＾１．Ｏｉｉ％と、木５
０％，アルコール（メチルまたはイソブロビル）５０％
との混合物をスブレイする．次に、ＰＶＡ　０．５重臓
％の水性スラリ−（アルコールヲ含まス）をフェースプ
レートφバネル内に注ぎ込み、周知の様にして分散させ
る．こうして固定処理したパネルに、周知のエマルショ
ン法およびスブレイ法のうちの何れかによりフィルム形
成処理をし，次いで−１．記例と同様にアルミニウム被
覆処理とベーギング処理を施す。

−１−記何れの実施例においても、ＰＶＡは１０重μ％
の重クロム酸ナトリウムまたは玉クロム酸アンモニウム
を含んでいる．好ましくは、各固定処理工程の中間で，
固定層４６に水銀アーク燈またはクセノンーランプ（図
示せず）からの光を全面照射してＰＶＡ中の高分子物質
をクロスリンクさせて固定層に耐水性を与えることが良
い．固定層４６用の材料としては重クロム酸塩添加ＰＶ
Ａが好ましいが、珪酸カリウムも使用することができる
．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施して製造したカラー陰極線管の
一部軸断面で示した平面図，第２図は第１図に示した管
のスクリン構体の断面図、第３ａ図乃至第３ｆ図はそれ
ぞれ第１図に示した管の智造上程中の選ばれた工程な略
示する図，第４ＩｇＪはこの発明の電子写真的乾式スク
リン製造方法の流れを示すブロック図である． １０・・・カラー陰極線管（　ＣＲＴ）、１８・・・基
板（フェースプレートーバネル）５２２・・・発光スク
リン構体，２３・・・吸光性のブラックマトリクス、２
４・・・導電体層，２５・・・シャドウマスク，３２・
・・揮発性導電体層，３４・・・揮発性光導電性層、３
６・・・コロナ荷電装置、４０・・・ライトハウス，４
２・・・現像器．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イ、カラー陰極線管の基板表面を揮発性導電層で
   被覆する段階と、 ロ、上記導電層を、可視光に感応する染料を含んだ揮発
   性の光導電性層で被覆する段階と、ハ、上記光導電性層
   の上に事実上一様に静電荷を生成する段階と、 ニ、上記光導電性層の選ばれた領域を可視光で露光して
   そこに在る電荷に影響を与える段階と、ホ、上記光導電
   性層の選ばれた領域を摩擦荷電された乾燥粉末状の表面
   処理した第１の色光放射蛍光体で現像する段階と、 ヘ、続いて、摩擦荷電された乾燥粉末状の表面処理した
   第２と第３の色光放射蛍光体について上記ハ、ニおよび
   ホの段階を繰返して相異なる色光放射蛍光体の３つ組の
   絵素より成る発光スクリンを形成する段階と、より成り
   、 上記表面処理された蛍光体材料とその下側に在る光導電
   性層とを溶剤に接触させてその双方に粘着性を与えるこ
   とにより、上記光導電性層に対する上記表面処理された
   蛍光体材料の付着性を増強させることを特徴とする、カ
   ラー陰極線管の基板上に発光スクリン構体を電子写真的
   に形成する方法。