JPH02284331A - 陰極線管中で用いる発光スクリン構体を基板上に電子写真的に製造する方法 - 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、スクリン構体を電子写真的に作る方法に関
し、特に、摩擦電気的に荷電された乾燥粉末状スクリン
構造材料を用いたカラー陰極線管（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〕

普通のシャドウマスク形ＣＲＴは、相異なる３種の色光
な発生する蛍光体素子が循環的に配列されたアレイより
成る映像スクリンを内部に有する排気された外囲器、こ
のスクリンに向って３本の集中電子ビームを生成投射す
る手段、および上記のスクリンとビーム生成手段との間
に正確に配置された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、を持っている。この多孔金
属シートは、スクリンの陰になり、また各ビームの集中
角度の違いによって各ビームの一部分をそれぞれ通過さ
せて所要発光色の蛍光体素子を選択的に励起させる。そ
の各蛍光体素子の周囲は吸光性材料のマトリクスて囲ま
れている。

ＣＲＴのフェースプレート上に蛍光体素子の各アレイを
形成する従来法の−っては、フェースプレートの内面を
、感光性のバインダと３つの発光色のうちの一つの色光
な発生するような蛍光体粒子とのスラリーで被覆する。

このスラリーを乾燥させて塗膜（コーティング）を作り
、この乾燥塗膜上にシャドウマスクの多数の開孔を通し
て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働く。次に、この露光された塗膜を
現像として、第１の色光を発生する蛍光体素子を生成す
る。第２および第３の色光な発生する蛍光体素子の作成
にも、上記と同じシャドウマスクを使用し、ただ各露光
ごとに光源の位置を変えて、上記の工程を繰返して行な
う。この光源の上記各工程における位置は、それぞれの
色光発生蛍光体素子を励起する１本の電子ビームの集中
角に近似する。ホトリソグラフィック湿式法として知ら
れるこの方法のより詳しい説明は、１９５３年１月２３
日にロウ氏（）１．Ｂ、Ｌａｗ）に午えられた米国特許
第２，６２５，７３４号の明細書に開示されている。

上記の湿式法の欠点は、次世代の娯楽用装置が要求する
高解像度およびカラー英数字テキストを必要とするモニ
タ、ワークステーションおよびその他の用途て要求する
更に高い解像度用としては適合しない可能性のあること
である。更に、この湿式ホトリソグラフィック法（マト
リクス工程を含む）は主要な工程として１８２ステツプ
（第１図および第２図参照、但し、各ツロツクの下に示
す数字は必要なステーションの数を示す）を必要とし、
長大な配管と清浄な水を要すると共に、蛍光体の回収お
よび再利用を必要とし、さらに蛍光体材料の露光と乾燥
のため多量の電力を使用する。

１９６９年ｌＯ月２８日にランシ氏（１１，Ｇ、Ｌａｎ
ｇｅ）に与えられた米国特許第３．１１７５．１６９号
明細害には、カラー瞼極線管の電子写真式スクリン製造
法か開示されている。これは、ＣＲＴフェースプレート
の内面を可蒸発性の導電材料て被覆し、次いてその上を
可蒸発性の光導電性材料の層て被覆する。この光導電性
層を、次に、均一に荷電し、シャ５ドウマスクを通した
光で選択的に露光しても電荷潜像を形成し、光導電性層
の適切に荷電された部分に選択的に被着されて潜像を現
像するための所定の発光色を持つ蛍光体粒子を懸濁の形
で有する高分子量のキャリヤ液で現像する。この荷電、
露光および被着の過程をスクリンの３種の発光色の蛍光
体すなわち緑、青、および赤の蛍光体のそれぞれについ
て繰返えす。電子写真式スクリン製造法の−４良案か、
１９８４年５月１５日付てオリスレージャーズ氏（１１
，Ｇ、　Ｏｌｉｅｓｌａｇｅｒｓ）他に与えられた米国
特許第４，４４８，８６６号中に開示されている。この
特許の方法ては、各被着工程後に蛍光体粒子の被着パタ
ーンの隣接部分相互間に在る光導電性層の部分を一様に
光に露出して残留電荷をすべて放電させるか減少させ、
後続被着工程のために光導電体を一層均一に再荷電でき
るようにすることで、蛍光体粒子の付着度を増強し得る
ということである。これら米国特許第３，４７５，１６
９号および同第４，４４８゜８６６号の２つの特許に開
示されている電子写真式方法も本質的に湿式法であるか
ら、米国特許第２．６２５，７３４号の湿式ホトリソク
ラフィック法に関して前述した欠点の大多数のものは、
上記２特許における湿式電子写真式方法にもあてはまる
。

この発明の方法は公知の方法における欠点の多くを排除
または減じることのてきる乾式の電子写真式方法である
。

（発明の概要） この発明による、ＣＲＴ内て用いるスクリン構体を基板
上に電子写真技法を用いて作る方法は、基板を導電性層
とそのＬに光導電性層とて順次被覆するステップと、光
導電性層に静電荷を与えるステップと、光導電性層の選
択された部分を可視光に露光してその上の電荷に影響を
与えるステップとを含んでいる。その後、光導電性層は
電化したスクリン構造材料で現像される。この改善され
た方法は、表面に摩擦電気荷電を制御するために少なく
とも表面電荷制御剤を有する、乾燥粉末状スクリン構造
材料を用いる。

（実施例の説明） 以下、図面を参照しつつ、この発明の実施例を説明する
。

第３図は、矩形のフェースプレート・パネル１２と、そ
れに矩形ファンネル部１５によって結合された管状ネッ
ク部１４とより成るガラス外囲器１１を持ったカラーＣ
ＲＴを示す。ファンネル部１５は、アノードボタン１６
に接しかつネック部１４内まで延長している内部導電被
覆（図示省略）を持っている。パネル１２は、観察用の
フェースプレートすなわち基板１８と、ファンネル部１
５に対してガラスフリット２１によって封着された周辺
フランジすなわち側壁２０とを有する。このフェースプ
レート１８の内面には３色カラー蛍光スクリン２２が支
持されている。第４図に示されてたスクリン２２は、赤
色光、緑色光および青色光をそれぞれ放射する蛍光体ス
トライプＲ，Ｇ、Ｂより成る多数のスクリン素子を含ん
だ緑スクリンであることが好ましい。

上記の各ストライプは、繰返し循環的に並べられた３本
のストライプすなわち３つ組のカラー群すなわち画素と
して配列されていて、３本の電子ビームの発生進行面に
対してほぼ直交する方向に延びている。この実施例のＣ
ＲＴを正常なｉ察位ｔにおけば、上記蛍光体ストライプ
は垂直方向に延びている。これらの蛍光体ストライプは
、周知のように、吸光性のマトリックス材料２３により
互に陥てられていることか好ましい。このスクリンは、
また別の形としてドツト形であってもよい。

アルミニウムであることを可とする薄い導電層２４がス
クリン２ｚの上に載っていて、スクリンに均一な電位を
与えると共に蛍光体素子から放射された光をフェースプ
レート１８を通過させるように反射する手段となってい
る。スクリン２２とその上に在るアルミニウム層２４は
スクリン構体を構成している。

再び第３図に戻って、多孔色選択電極すなわちシャドウ
マスク２５が、上記スクリン構体に対し所定の間隔をも
って普通の手段て取外し可能に取着けられている。第３
図に破線て略示した電子銃２６は、ネック１４内の中心
部に設けられていて、３本の電子ビーム２８を発生しこ
れを東中経路に沿ってマスク２５の開孔を通してスクリ
ン２２に投射する。

この電子銃２６は、例えばモレル氏（Ｍｏｒｒｅｌｌ）
他の米国特許第４，６２０，１３：１号に示されている
ような形式のハイボテンシャル型その他任意適当な形式
のものでよい。

この管ｌＯは、ファンネル部とネック部の連結部付近に
設けられたヨーク３０のような、外部磁気偏向ヨークと
共に使用するように構成されている。

この偏向ヨークを付勢すると、磁界を発生して３本のビ
ーム２８に作用させ、これらビームで水平および垂直方
向にスクリン２２上を走査して矩形マスクを描かせる。

初期偏向面（ゼロ偏向面）はヨーク３０のほぼ中央、第
３図の線Ｐ−Ｐで示されている。簡単化のため、この偏
向域における偏向されたビームの経路の実際のわん曲は
示していない。

スクリン２２は、第５ａ図乃至第５ｅ図および第６図お
よび第７図のブロック図に略示された新規な電子写真式
方法によって製造される。

先ず、パネル１２を苛性アルカリ溶液で洗滌し、水です
すぎ洗いをし、緩衝弗化水素酸でエツチングした後もう
一度水ですすぎ洗いをする。これらの処理工程は周知で
ある。次にフェースプレート１８の内面を導電性材料の
層３２て被覆して、その上に形成する光導電性層３４用
の電極とする。導電性層３２は、例えば、酸化錫、酸化
インジウムあるいは混合酸化インジウム−錫のような無
機導電体でもよいが、好ましくは、Ｐｏ１ｙｂｒｅｎｅ
　　（１、５−ジメチル−１，５−ジアザーウンデカメ
チレンボリメトツロマイト、臭化へキサジメトリン（１
，５−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−１，５−ｄｉａｚａ−ｕｎｄ
ｅｃａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｐｏｌｙ　−ｍｅｔｈｏｂ
ｒｏｍｉｄｅ、　ｈｅｘａｄｉｏ＋ｅｔｈｒｉｎｅ　ｂ
ｒｏｍｉｄｅ）　）として知られる高分子電解質または
他の第４アンモニウム塩からなる蒸発可能な有機導電性
材料とすることができる。米国ウィスコンシン州ミルウ
オーキーのＡｌｄｒｉｃｈ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、
から市販されテイルＰｏ１ｙｂｒｅｎｅが、約１０重量
％のプロパツールと、約１０重量％の、ポリビニルアル
コール、ポリアクリル酸、ある種のポリアミド等のよう
な水溶性の接着促進ポリマーとを含む水溶液として、映
像フェースプレート１８の内表面に適切な方法て塗布さ
れる。この導電性調整剤は、スピンコーティングなどの
通常の方法てフェースプレート１８に塗布され、乾燥さ
れて厚さが約１〜２ミクロンて、約１０８Ω／口より低
い表面抵抗を持った層が形成される。

導電性層３２は、揮発性有機ポリマー材料と適当な光導
電性染料と溶媒とを含む光導電性層３４で被覆される。

ポリマー材料は、例えば、ポリメチルメタクリレートあ
るいはポリプロピレンカーボネートのような高分子バイ
ンダー中に溶かした、例えば、ポリビニルカルバゾール
のような有機ポリマー、あるいは、例えば、ｎ−エチル
カルバゾール、ｎ−ビニルカルバゾールあるいはテトラ
フェニルブタトリエンのような有機モノマーであること
が好ましい。

染料成分としては、使用する溶媒に可溶で、ここに記載
する処理条件下で安定て、かつ、可視スペクトル中の光
、好ましくは、約４００〜７００ｎ■の光に感応するも
のであれば任意の光導電性染料を用いることができる。

適当な染料には、クリスタルバイオレット・クロリジン
ブルー（ｃｈｌｏｒｉｄｉｎｅｌ）ｌＩＩｅ）　、ロー
タミンＥＧ等がある。典型的には。

染料は光導電性組成中に約０．１〜０．４重Ｖ％存在す
る。光導電性組成物に対する溶媒はクロロベンゼン、シ
クロペンタノン等の有機物質で、これらは１層３２と３
４の間の相互汚染を可能な限り低くすることができる。

光導電性組成物はスピンコーティングのような通常の方
法て導電性層３２に施され、乾燥されて約２〜６ミクロ
ンの厚さの層を形成する。

この発明によれば、導電性層３２上を覆うこの光導電性
層３４に、第５ｂ図に略示された普通の正性コロナ放電
装置３６を使って、暗黒状態下で、荷電する。この装置
３６は層３４を横断移行して、＋２００〜＋７００Ｖ（
７）範囲、好ましくは＋２００〜＋４００ｖの範囲で上
記層を荷電する。パネル１２内にシャドウマスク２５を
挿入した後このマスクを通してクセノン・フラッシュ・
ランプ３８からの光で上記正に帯電した光導電体を露光
する。ランプ３８は、第５Ｃ図のレンズ４０で略示され
た普通のライトハウス（スリー・イン・ワンライトハウ
ス）内に配置されている。各−回の露光処理の後、ラン
プを異なった位置に移動させて、電子銃からの電子ビー
ムの入射角を模しそれに対応させる。光導電体のうち、
スクリンを形成するために後で光放射性蛍光体か被着さ
れるべき部分の電荷を放電させるために、相異なる３つ
のランプ位置から計３回の露光を行なうことが必要であ
る。この露光工程の後、パネル１２からシャドウマスク
２５を取外して、パネルを第１の現像機４２（第５ｄ図
）へ移す。この第１現像機は、適切に調製された乾燥し
た粉末状の吸光性ブラック・マトリクス・スクリン構造
材料の粒子と、直径が約１００乃至３００ミクロンで、
上記のブラック・マトリクス材料の粒子に摩擦電荷を与
える表面処理された絶縁性キャリヤ・ビート（図示せず
）と、を収容している。なお、キャリヤ・ビートの表面
処理は、１９８８年１２月１日付米国特許出願第２８７
，３５７号に記載されている。

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んでいる。マトリクス
材料の生成に使用するに適した黒色顔料には、酸化鉄マ
ンガン（米国ペンシルバニア州ピッツバーグのＭｏｂａ
ｙ　ＣｈｅＩＩ＋１ｃａｌ　Ｃｏｒｐ、から市販されて
いるＢａｙｆｅｒｒｏ　Ｂｌａｃｋ　：１０３Ｔ　）　
、酸化鉄コバルト、硫化亜鉛鉄および絶縁性カーボネー
ト・ンクがある。このブラック・マトリクス材料は、顔
料、ポリマー、およびマトリクス材料に与えられる摩擦
電荷の量を制御する適当な電荷制御剤を。

溶融−配合（メルトーツレンディング）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。ポリマーは、ブチルアクリレート、スチレン・ブ
チルアクリレート共重合体。

メチルメタクリレート・ブチルメタクリレート共重合体
、ポリビニルアルコール、ポリエステル（ポリ（ポリエ
チレン１．４−シクロヘキサンジカルボキシレート−テ
レフタレート−１，４−オキシベンゾエート））および
ポリアミド類（ＵｎｉｏｎＣｏｓ＋ｐ　Ｃｏ、から市販
のＵｎｉｒｅｚ　２２０５．２２０９．２２１８．１５
４８）からなる群から選択される。マトリクス粒子上の
負電荷を制御するために用いることのてきる適当な材料
は、例えば、ナフタレンスルホン酸、ビスベンゼンスル
ホンアミドあるいはｐ−トルエンスルホン酸のような有
機酸、および、１−フェニルアゾ−２−ナフトールのク
ロム錯体のような顔料および染料を含む。

重量で約１乃至２％のブラック・マトリクス材料を使っ
て、ブラック・マトリクス材料と荷電制御剤の薄膜で被
覆された表面処理されたキャリヤ・ビートとを現像機４
２中て混合する。両材料は。

微細に粉砕されたマトリクス粒子が、表面処理されたキ
ャリヤ・ビートと接触しかつ同ビートによって負に荷電
されるように、混合する。負に荷電されたマトリクス材
料粒子は現像機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部に吸引され、その部分を直接現
像する０次に赤外線を使って、マトリクス材料のポリマ
ー成分を溶融させて光導電性層に熱的に固着させること
により、第４図および第５ｅ図に示すマトリクス２３を
形成する。

マトリクス２３を含むこの光導電性層３４は、３種の色
光な発生する乾燥粉末状の蛍光体スクリン構造材料のう
ちの最初のものを施すために、約２００乃至４００Ｖの
正の電位に均一に再荷電する。シャドウマスク２５をパ
ネル１２内へ再び挿入し、緑色発光蛍光体が被着される
べき位置に相当する光導電性層３４上の選択された部分
を、ライトハウス内の第１の位置から到来する可視光に
露光してその被露光部を選択的に放電させる。この第１
の光の位置は緑色の蛍光体を衝撃する電子ビームの集中
角に（光路）を近似させるものである。シャドウマスク
２５をパネル１２から取外して、適当に調製された緑色
発光蛍光体スクリン構造材料の乾燥粉末状粒子が入った
第２の現像機４２に移す、この蛍光体粒子は１９８８年
１２月２１日付米国特許出願第２８７．：１５５号およ
び同第２８７，３５８号に記載されているように、適当
な荷電制御材料で表面処理される。

推奨される被覆材料の１つは上記米国特許出願環２８７
，３５８号に記載されている方法により作られたゼラチ
ンまたは同様のポリマー被覆である。ゼラチンは蛍光体
粒子をくるみ、また、有機フルオロシラン処理されたキ
ャリヤ・ビートと混合されると摩擦電気的に正となるア
ミド官能基を形成する。表面処理したキャリヤ・ビート
１０００ｇと表面処理した蛍光体粒子１５〜２５ｇを第
２の現像＠４２の中で混合する。正に荷電された緑色光
放射蛍光体粒子は現像機から押出され、光導電性層３４
とマトリクス２３の正に荷電された領域によって撥しか
れて、反転（リバーサル）現像として知られている方法
で、光導電性層の放電された露光された部分に被着され
る。被着された緑色光放射蛍光体粒子は後述のように、
光導電性層に定着される。

光導電性層３４、マトリクス２３および緑色蛍光体層は
、青色光放射蛍光体スクリン構造材料の被着のために、
約２００〜４００ｖの正の電位に均一に再び荷電される
。シャドウマスクか再びパネル１２に挿入され、導電性
層３４の選択された部分が、ライトハウス内の第２の位
置から供給される可視光に露光される。この可視光は青
色蛍光体に入射する電子ビームの集中角と近似した集中
角を有し、露光された部分を選択的に放電させる。シャ
ドウマスク２５がパネル１２から取外され、パネルは、
適切に調整された青色光放射蛍光体スクリン構造材料の
乾燥粉末状粒子を収容した第３の現像機４２に移される
。前述したように、この蛍光体粒子は、例えばゼラチン
のような適当な荷電制御材料て表面処理される。この荷
電制御材料は、前述したように、適切に調整した表面処
理したキャリヤ・ビートと混合した時、蛍光体粒子に正
の電荷を与えるものである。摩擦電気的に正に荷電され
た乾燥粉末状青色光放射蛍光体粒子は、第３の現像１１
４２から押出され、光導電性層３４、マトリクス２３お
よび緑色蛍光体材料の正に荷電された部分によって撥ね
のけられて、光導電性層の放電された露光された部分に
被着される。被着された青色光放射蛍光体粒子は、後述
のようにして、光導電性層に定着される。

この、荷電、露光、現像および定着の過程を、スクリン
構造材料の乾燥粉末状の赤色光放射表面処理済み蛍光体
粒子についても繰返す、光導電性層３４の正に荷電され
た部分を選択的に放電させるための可視光に対する露光
は、ライトハウス内の第３の位置から行なう。この可視
光は赤色光放射蛍光体を衝撃する電子ビームの集中角に
近似している。摩擦電気により正に荷電された乾燥粉末
状の赤色光放射蛍光体粒子は表面処理されたキャリヤ・
ビートと上記の割合で混合され、第４の現像機４２から
押出され、前に被着されたスクリン構造材料の正に荷電
した部分で撥しかれて、光導電性層３４の放電された部
分に被着される。

蛍光体粒子は、連続する光放射蛍光体材料の被着毎に、
被着された蛍光体粒子を赤外線に露光して定着させる。

この赤外線は、ポリマー成分を溶融、即ち、熱的に光導
電性層に接着する７赤色光放射蛍光体材料を定着させた
後１通常の手段によってスクリン構造材料にラッカーの
スプレー薄膜が施され、その後、公知のように、アルミ
ニウムの薄膜かラッカー薄膜上に蒸着される。

フェースプレートパネル１２は、空気中で約３０分間４
２５℃の温度でベーキングを施されて、導電性層３２、
光導電性層３４を含むスクリンの揮発性成分と、スクリ
ン構造材料と薄膜ラッカーの両方にある溶剤とが放出さ
れる。こうして出来たスクリン構体は、高解°像度（解
像度ターゲットて０．１　ａｍの線幅まで）を持ち、従
来の湿式方法で処理したスクリンよりも高い出力を有し
、かつ、蛍光体材料の相互汚染が少ないことにより高い
色純度を持っている。

乾式電子写真技法で処理するスクリンの製造に要する時
間は、従来の湿式で作るスクリンよりも短い、この乾式
法は乾燥ステップを必要とせず。

光導電性層は湿式法で用いられる材料よりも数桁も感度
がよいので、露光ステップを行うために、クセノン・フ
ラッシュ・ランプに対し数ミリ秒露光するだけでよい。

さらに、露光時間が短いのてライトハウスに余分な冷却
を行う必要かなく、従って、熱による変質や不整合を排
除することかできる。従って、この新しい方法によれば
、清浄かつ高効率な方法により、より多くの生産か可能
となり、また、価格を大幅に下げることかてきる。

この発明の範囲内でこの方法を改変てきることは当業者
には理解できよう。例えば、光導電性層を負に荷電し、
また、３つの色の先賢に露光した後、負に荷電したパタ
ーンを正に荷電した乾燥粉末状ブラックマトリクス材料
て現像することもできる。蛍光体粒子は、摩擦荷電を制
御するために、キャリヤ・ビート上および蛍光体粒子上
に施した材料に応じて、負に荷電するようにしてもよい
。あるいは、吸光性ブラックマトリクスの形成には従来
の湿式被着法を用い、摩擦電気的に荷電された乾燥粉末
状蛍光体材料の被着にこの新規な電子写真的方法を用い
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の湿式ブラックマトリクス法を説明する
ブロック図。 第２図は、従来の湿式蛍光体スクリン製造法の主要ステ
ップのブロック図、 第３図は、この発明により作ったカラー陰極線管の一部
断面平面図、 第４図は、第３図の管のスクリン構体の断面図、 第５ａ図は、導電性層とその上の光導電性層とを有する
ＣＲＴフェースプレートの一部の断面図、 ｉｓｂ図は、第５ａ図のＣＲＴフェースプレート上の光
導電性層の荷電状態を示す図。 第５ｃ図は、スクリン製造過程中の次の露光ステップに
おけるＣＲＴフェースプレートとシャドウマスクの一部
とを示す図、 第５ｄ図は、スクリン製造過程中の現像ステップにおけ
るＣＲＴフェースプレートを示す図、第５ｅ図は、スク
リン製造過程中の後の定着ステウプにおける半完成ＣＲ
Ｔフェースプレートを示す図。 第６図は、この発明の電子写真的乾式マトリクス製造法
のブロック図、 第７図は、この発明の電子写真的乾式蛍光体スクリンお
よびスクリン構体製造法のフロック図である。 １８・・・・基板、３２・・・・導電性層、３４・・・
・光導電性層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板を導電性層て被覆するステップと、この導電
   性層を光導電性層で被覆するステップと、 この光導電性層に静電荷を生じさせるステップと、 上記光導電性層の選択された部分を可視光に露光してそ
   の上の電荷に影響を与えるステップと、上記光導電性層
   を荷電されたスクリン構造材料で現像するステップと、 を含み、 上記スクリン構造材料が、摩擦電気的荷電を制御するた
   めにその表面に表面荷電制御剤を有する乾燥粉末状粒子
   を含むものであることを特徴とする、陰極線管中で用い
   る発光スクリン構体を基板上に電子写真的に製造する方
   法。