JPH0330232A - カラー陰極線管の基板上に発光スクリーン構体を形成する方法 - Google Patents

カラー陰極線管の基板上に発光スクリーン構体を形成する方法

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JPH0330232A
JPH0330232A JP2156587A JP15658790A JPH0330232A JP H0330232 A JPH0330232 A JP H0330232A JP 2156587 A JP2156587 A JP 2156587A JP 15658790 A JP15658790 A JP 15658790A JP H0330232 A JPH0330232 A JP H0330232A
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

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、発光スクリーン構体の製造方法に関し、特
に摩擦電気的に荷電した乾燥粉末状の表面処理したスク
リーン構体材料とフィルム形成用材料とを用いてカラー
陰極線管( CRT )用のスクリーン構体を電子写真
的に形成する方法に関する。
〔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種のカラー光を放射する螢光体素子の
アレイよりなる映像スクリーンと、このスクリーンに向
けて3本の集中電子ビームを発生させる手段と、このス
クリー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なる色選択構体すなわちシャドウ
マスクと、を内部に有する排気された外囲器で構戒され
ている。上記の多孔金属シートは、スクリーンに対して
陰となう、集中角の相違によって各ビームは上記マスク
の開孔を通過した部分が所定発光色の螢光体素子を選択
的に励起する。この螢光体素子の周りは吸光性材料から
なるマトリクスで囲まれている。
静電的にスクリーンを形成するカラー陰極線管の製造方
法が、ランジ( H. G. Lange )氏K 1
969年10月28日付で付与された米国特許第347
5169号に開示されている。この方法では、CRTの
フェースプレートの内面を、揮発性の導電材料で被覆し
、次にその上を揮発性の光導電材料層で被覆する。この
光導電層を一様に荷電し、電荷潜像を形成するようにシ
ャドウマスクを通して選択的に上記光導電層を露光し、
高分子量のキャリャ液を用いて現像する。このキャリャ
液は、光導電層の充分に荷電された領域に選択的に被着
して上記の潜像を現像するように、所定発光色の螢光体
粒子を懸濁液の形で多量に含んでいる。これら荷電、露
光および被着の工程を、スクリーンの3種の色発光螢光
体の各々に対して行なう。電子写真的にスクリーンを形
成する方法の改良案が、オリースレージャー,c(H.
G.○lieslagers )氏他ic1984年5
月l5日付で付与された米国特許第4448866号に
開示されている。この特許の方法では、各螢光体粒子の
被着工程後に、隣接する螢光体粒子の被着パターン相互
間にある光導電層の部分を一様に露光することによって
、残留電荷を減少すなわち放電させて、後の被着工程で
光導電層をよシ一様に再荷電できるようにすることによ
う、螢光体粒子の付着性を強化している。
上記2つの引用特許は、電子写真的技法すなわち実質的
に湿式法を開示している。しかし、この湿式法には、次
世代の娯楽用装置が要求する高解像度と、カフー文字・
数字テキストを必要とするモニタやワークステーション
等が要求する超高解像度とに適合できないという欠点が
ある。さらに、上記湿式法(マトリクス形成処理も含め
て)では、多数の主処理工程を必要とし、長大な配管工
事をしなければならず、かつ清浄な水の使用も必要で、
更に螢光体の回収と再生とを必要とし、1た螢光体の露
光および乾燥に多量の電気エネルギを必要とする。
ダ7タ( P. Datta )氏他K 1990年5
月1日付で付与された米国特許第4921727号及び
1988年12月21日付でダッタ( P. Datt
a )氏他が出願した米国特許出願第287356号(
特願平1 −332458号に対応)、同第2873 
58号(特願平1− 3324 57号に対応冫には、
螢光体粒子の摩擦荷電特性を制御する結合材を含んだ螢
光体粒子と摩擦電気的に荷電された乾燥粉末状スクリー
ン構造材料とを用いて、CRTスクリーン構体を製造す
る改良方法が開示されている。この製造方法による処理
の間に、スクリーン構造材料はフェースプレート上の光
導電層に静電的に吸引される。その吸引力はスクリーン
構造材料上の摩擦電荷の大きさの関数である。比較的疎
に結合された表面処理された材料を光導電層に固着させ
るのに、熱結合を用いてきたが、この熱結合によると光
導電層にときとしてひび割れを生じ、製造工程中のそれ
以後のフィルム形成段階でこのひび割れした光導電層部
分が剥離することがあった。さらに、前述の摩擦荷電法
のうちのいくつかのもので使用している溶融可能な熱可
塑性螢光体粒子被覆を使わずにすむようにすることが望
壕れている。それは、このような被覆が、螢光体の発光
効率に望ましくない影響を与える有機材料を添加するこ
とになるからである。
そこで、螢光体の発光効率、スクリーンの一様性及び付
着力を増大させ、しかも光電層のひびわれや剥離によっ
て製造中に生じるスクリーン構体の損失を阻止できるよ
うな、改良された乾式フィルム形成法が必要であること
が判った。
〔発明の概要〕
本発明による、CRTの基板上に発光スクリーン構体を
形成する方法は、上記基板上に予め定めたパ2−ンで非
発光スクリーン構造材料の被覆を設ける工程と、上記基
板上に複数のカラー発光スクリーン構造材料を被着させ
る工程とを含んでいる。上記のカラー発光スクリーンm
造材料は、その周囲を上記非発光スクリーン構造材料に
よって囲筐れている。上記カラー発光および非発光スク
リーン構造材料上に静電的に荷電した乾燥粉末状レジン
を被着し、実質的に連続したフィルムを形成するように
、このレジンを溶融する。
〔推奨実施例の詳細な説明〕
第1図id、矩形状のフェースプレートパネノレユ2と
これに矩形状のファンネ/L’ 15によって結合され
た管状ネツクl4とを有するガラス外囲器11を備えた
カラーCRTIOを示している。このファンネル15は
内部導電被覆(図示せず)を有し、これは7ノードボタ
ンl6に接触し、かつネックl4内に伸延している。バ
ネ)v12は観察用フェースプレートすなわち基板18
と、その周縁フヲンジすなわち側壁20とよD或D、こ
の側壁20はガラスフリット21によってファ冫ネ/V
 15に封着されている。フェースプレート18の内面
には3色螢光体スクリーン22が支持されている。この
スクリーン22は第2図に示されているが、それぞれ赤
色光放射、緑色光放射かよび青色光放射螢光体ストライ
プR,GおよびBからなる多数のスクリーン素子を含む
線スクリーン形式であることが好ましい。上記の素子は
、3本の7トフィプすなわち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
が発生する共通平面に対しほぼ垂直な方向に延長するよ
うに配列されている。この実施例の映像管を通常の観察
位置から見ると、螢光体7.}ライブは垂直方向に伸び
ている。これら螢光体ストライブは、周知のように、吸
光性のマトリクス材料23によって互いに隔てられてい
ることが望tしい。また、このスクリーンハ、線スクリ
ーンの代bにドットスクリーンであってもよい。アノレ
ミニウムを可とする薄い導電性層24がスクリーン22
上にあって、螢光体素子から放射された光を反射させる
と共に、スクリーン22に一様な電位を与えるための手
段となっている。スクリーン22トその上のアルミニウ
ム層24がスクリーンm 体tm成している。
第1図に戻って、外囲器11内にはスクリーン構体に対
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
ウマヌク25が通常の手段によって脱着可能に取付けら
れている。第1図に破線で略示した電子銃26は、キッ
ク14内の中心部に設けられていて、3本の電子ビーム
を発生し、これらを集中経路に沿ってマスク開孔25を
介してスクリーン22に向けて投射する。電子銃26は
、例えば1986年10月28日付でモレル( Mor
re工1)氏他に与えられた米国特許第4620133
号に開示された形式のバ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、ファンネルとネックと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を付勢すると、ヨーク
30は3本のビーム28に磁界を作用させて、これらビ
ームがスクリーン22上に矩形フスタを描くように水平
及び垂直に走査させる。偏向の開始面(零偏向面)はヨ
ーク30のほぼ中心に線P−P(第1図)で示されてい
る。図の簡略化のために、この偏向域に釦ける偏向ビー
ム経路の実際のわん曲は図示していない。
スクリーン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
バネ/1/12を苛性アルカリ溶液で洗浄し、水ですす
ぎ洗いし、緩衝弗化水素酸でエッチングし、再び水です
すぎ洗いするかがこれらは周知の方法である。次にフェ
ースプレートパネ/L’l8の内面を導電性材料層32
で被覆する。この層32はその上に形成される光導電性
層34の電極となる。
この導電性層32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光電性染
料と溶剤を含む光導電性層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(特願平l−332458 )
中に開示してある。
導電性層32を被う光導電性層34に、第3b図に略示
されるような普通の正性コロナ放電装置36によう暗黒
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、好筐しくは+200乃至+400ボルトに荷電
する。パネル12内にシャドウマスク25を挿入し、こ
の正に荷電した光導電層34を、普通の露光用ライトハ
ウス(スリーインワン・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フラッ
シュフンプ38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。
スクリーンを形成するために後で光放射螢光体を被着さ
せる上記光導電性の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。この露光工程後、シャドウマスク25をパネル
l2から外して、そのパネル12を第1現像器42(第
3d図)へ移す。第l現像器は、適切に調整された乾燥
粉末状の吸光性ブラックマトリクススクリーン構造材料
粒子と、表面処理された絶縁性キャリャビード(図示省
略)を収容しておジ、このキャリャビードは直径が約1
00乃至300ミクロンで、以下に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
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゜Cで安定な黒色顔料を含むものである。マトリ
ク7材料の製造に使用するのに適する黒色顔料は、酸化
鉄マンガン、酸化鉄コバルト、硫化亜鉛鉄及び絶縁性カ
ーポンプラックを含むものである。ブラックマトリクズ
材料は、顔料、高分子材料(ポリマー)及びマトリクス
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
御剤ヲ、溶融一配合(メノレトーブレンディング)して
調製する。この材料を平均粒径が約5ミクロンとなるよ
うに粉砕する。
ブラ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1−約1〜2重量%とじ
て、現像器42の中で混合される。
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
キャリャビードと接触して、荷電、例えば負荷電される
ように両材料を混合する。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
に現像する。
マ}IJクス23を含む光導電性層34を、3種の摩擦
荷電された乾燥粉末状の表面処理された色光放射螢光体
スクリーン構造材料のうちの1つを被着するために、約
200乃至400ボノレトの正電位となるように一様に
再荷電する。放射効率を高めるには表面処理されていな
い螢光体材料が望筐しいが、前述の米国特許第4921
727号及び米国特許出願第287358号に記載され
ているように、表面処理した螢光体材料を使用すること
がある。パネル12内にシャドウマスク25を再挿入し
、緑色発光螢光体材料を被着させる位置に相当する光導
電性層34上の選択された領域を、ライトハウス内の第
1の位置からの可視光で露光して、その露光された領域
を選択的に放電させる。この第1の光源位置は、その光
路を緑色発光螢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/l/12からンヤドウマス
ク25を外し、パネル12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
理された緑色発光螢光体スクリー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。表面処理
されたキャリャビード1000グラムと螢光体粒子約1
5〜25グラムとをこの第2現像器42内で混合する。
キャリャビードは、フルオロシヲンカップリング剤で表
面処理して、螢光体粒子に例えば正の電荷を与えるよう
にする。螢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ヲンカップリング剤を使用する。正
に荷電された緑色発光螢光体粒子は、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
反撲されて、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、露光及び現像の各工程は、スクリーン構造材料の
うちの乾燥粉末状の表面処理された青色及び赤色発光螢
光体粒子について、各A繰返し行なう。光導電性層34
の正荷電された領域を選択的に放電させるための可視光
による露光は、ライトハウス内の第2位置から及び次い
で第3位置から行なって、各光路を青色発光螢光体及び
赤色発光螢光体を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,の螢光体粒子は、前述した割合で表面処理されたキ
ャリャビードと混合され、第3の、次に第4の現像器4
2から押し出され、既に被着しているスクリーン構造材
料の正荷電された領域により反撲されて、光導電性層3
4の放電済領域上に被着し、それぞれ青色発光螢光体素
子と赤色発光螢光体素子を形成する。
表面処理されたブラックマトリクヌと、緑、青及び赤発
光螢光体粒子を含んでいるスクリーン構造材料は、光導
電層34に静電的に付着すなわち結合さ・れている。こ
のスクリーン構造材料上に、静電荷電された乾燥粉末状
のフィルム形成用レジンを第5の現像器(第3f図)で
直接に被着させることによって、スクリーン構造材料の
付着力を強化できる。このレジンの被着工程の間は導電
性層32は接地されている。吸引電位を与えるためと、
この実施例では負に荷電されているレジンを確実に一様
に被着させるために、フィルム被着工程に先立って、光
導電層とその上のスクリーン構造材料とに約200乃至
400ボルトのほぼ一様な正の電位を、放電装置(第3
e図)を用いて印加する。
第5の現像器42は、例えばコロナ放電によってレジン
粒子を荷電するランスバーグガン( RanSbu−r
g gun )とすることができる。このレジンは、約
1!O℃よbiいガフス遷移温度/メノレトフローイン
デックスを持ち、かつ約400゜Cよb低い熱分解温度
を持つ有機材料である。また、このレジンは非水溶性で
あシ、電荷分布を良好にするため、不定形粒子形状のも
のでかつ粒子径が約50ミクロンよフ小さいものである
ことが好1しい。この様な好ましい材料はnプチルメタ
クリレートであるが、他のアクリノレ樹脂、メチルメタ
クリレート、ポリエチレンワックスも充分に使用可能で
ある。
約1乃至10グラム間の典型的には約2グラムの粉末状
フィルム形成用レジンをフェースプレート18のスクリ
ーン面22上に被着させる。その後ヒータ44(第3g
図冫のような加熱源を用いて、フェースプレートを10
0乃至l20゜Cの温度に約l乃至5分間7Xl熱し、
このレジンを溶融し、スクリーン構造材料をフェースプ
レート18に結合するための実質的に連続したフィルム
46を形成する。例えば、米国ニューヨーク州コー二冫
グのコーニンククフy. 7 − ク:x ( ear
ning C}lass Works )社から入手可
能なCH−40のような、縦長の放射ヒータを複数涸用
いると、2グラムのレジンを溶融するのに必要な時間は
3分である。フィルム46は非水溶性であb1フィルム
をさらに厚くするか或いはさらに一様な厚さにするため
後で湿式フィルム形成工程を施すとすれば、このフィル
ム46がその際の保護バリャとして作用する。もし充分
な量の乾燥フィルム形成用レジンを用いれば、後の湿式
フィルム形成工程は不要である。通気促進被覆(図示せ
ず)を形成するため、水に対して2乃至4重量バーセン
トのほう酸またはしゆう酸アンモニウム水溶液をフィル
ム上に噴霧する。次にこの技術分野に釦いて周知のよう
にアノレミニウム被着処理を行ない、約425゜Cで約
30乃至60分、すなわち可揮発性有機戒分がスクリー
ン構体から揮発するまで焼成する。通気促進被覆は約1
85゜Cで焼成消散し始め、アルミニウム層に気泡によ
る凹凸を形成することなく有機成分の除去を容易にする
小さなビンホールをアノレミ=ウム層に形成スル。
ポリエチレンワックス以外の乾燥粉末状レジンハ、静電
被覆されているこのレジンをアセトン(これが好ましい
)、クロロベンゼン、トルエン、メチノレエチルケトン
(MEK)またはメチノレイソブチルケトン(M工BK
)のような適当な溶剤にさらすことによって、フィルム
46状に形或、すなわち溶融させることもできる。この
溶剤にさらす方法としては、図示していないが、溶剤を
霧化したD、蒸着したシ、あるいは直接にスプレイした
シする方法をとることができる。この溶剤法によれば、
前述の加熱法ようも一様なフィルム層46にできる。し
かし、フィルム溶融性の溶剤を用いた場合には特別の取
扱いと換気とが必要である。フィルムを溶かすために溶
剤にさらす上記3つの方法のうち、蒸着法は反応(処理
)速度が一番遅いが、もつともおだやかで、フィルム形
成用レジンやその下側にあるスクリーン構造材料を損な
うことがほとんどない。溶剤を直接にスプレイする方法
は反応が最も速く、複雑な装置も不要であるが、フィル
ム形成用レジンの下に在るスクリーン構造材料を移動さ
せがちである。霧化法は、ヌグレイ法による速さと蒸着
法におけるおだやかさとを組みれせて最適化したもので
あるから最も好ましい方法である。
こ\までは、乾燥粉末状メクリーン構造材料を用いて作
られる観察用スクリーンのフィルム形成について本発明
を説明してきたが、本発明の乾燥粉末状フィルム形成用
レジンは、通常の湿式写真製版゜スクリーン形成処理に
関連して用いることもできる。
この湿式処理では、1971年1月26日付でメイヤー
ド( E. myauci )氏に付与された米国特許
第3558310号に開示され1977年9月20日付
でメイヤ− } ( E. Mayaud Nekut
 )氏に付与サレタ米国特許第4049452号でさら
に改善された方法によって、適当な暗黒色顔料である粒
子状( eleme−ntal )  炭素f. 含む
吸光マトリクスをフェースプレートの内面に形成する。
簡単にいえば、この方法では、放射エネルギで露光され
ると、溶解度が変化する透明な高分子材料のフィルムで
フェースブレー}の内面を被覆する。このフィルムの上
方に位置するようにフェースプレート内にシャドウマス
クを配置し、このマスクを通してライトハウスから光を
投射する。これによってフィルムの露光領域が硬化する
。すなわち、非水溶性となる。
マスクを通しての露光処理は3回行なわれるが、この技
術分野において周知のように各回ごとに光の入射角を僅
かに異ならせてそれぞれ3つ組中の一つのフィルムを硬
化させるようにする。露光処理が済めばフェースプレー
トからシャドウマスクを取外し、露光された複雑に水を
注ぎかけてこのフィルムのうち露光されなかった水溶性
部分を除去してその部分のフェースプレート面を露出さ
せ、一方非水溶化された領域はそのオ\残しておく。
次に、このようにして現像されたフィルムの上に、適当
な割合で前述の粒子炭素のようなスクリーン構造材料を
含む層の被複を設ける。この被覆を乾燥、冷却する。冷
却後、上記被覆は、高分子材料領域と露出したフェース
プレート面とによく付着している。最後に、露出したフ
ェースプレート面上に付着している上記被覆の部分(後
でマトリクスとなる部分)はそのま\残して、残ってい
る高分子材料の領域をその上に在る被覆と共に除去する
次に、先に被覆を有する非溶解性高分子材料の領域があ
ったが今は露出状態にあるフェースプレートの部分に、
1953年1月20日付でロウ(E.B.Law )氏
に付与された米国特許第2625734号に開示されて
いる湿式写真版法によって、螢光体素子を形成する。
米国特許第2625734号に開示されているような通
常の方法によってマトリクスと螢光体素子とを形或した
後、この新規な乾燥粉末状レジン法によってフィルムの
形或を行なう。炭素よシ成るマトリクス(導電材料)を
接地し、かつ静電的に負に荷電された乾燥粉末状フィル
ム形成用レジンをスクリーン構造材料上に被着する。マ
トリクスを接地しているのは、負の電荷が溜るのを防止
し、ひいてはこれを防止しなければ後で生ずるであろう
乾燥粉末状フィルム形成用レジンに対する反撲作用を防
止するためである。上記のようにして被着したフィルム
形成用レジンを溶融して、前述したフィルム46と同一
の実質的に連続で滑らかなフィルムを形或する。次いで
、このフィルムの上に、この技術分野で周知のようにし
て、前述の通気促進被覆を施こし、アルミニウム被覆処
理を行ない、焼成して、スクリーン構体を形成する。
【図面の簡単な説明】
第ユ・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
管のスクリーン構体の断面図、第3a図乃至第3g図は
それぞれ第1図に示した管の製造工程中の選ばれた工程
を示す図である。 10・・・カフー陰極線管( CRT )、18・・・
基板(フエ・−スプレートバネl)、22●●●発光ス
クリーン構体、23・・・吸光性のブラックマトリクス
、24・・・導電層、25・・・シャドウマスク、32
・・・揮発性導電性層、34・・・揮発性光導電性層、
36・・・コロナ荷電装置、40・・・ライトハウス、
42・・・現像器、46・・・フィルム。 特許tBm人   トムソン コンシューマエレクトロ
ニクスインコーボレーテツド 代 理 人  清 水    哲 ほか2名−199− 鼻L

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)カラー陰極線管の基板上に所定のパターンに非発
    光スクリーン構造材料層を設ける工程と;上記基板上に
    上記非発光スクリーン構造材料層で囲まれた形に複数の
    カラー発光スクリーン構造材料を被着する工程と;上記
    非発光スクリーン構造材料と上記カラー発光スクリーン
    構造材料上に静電的に荷電された乾燥粉末状レジンを被
    着する工程と;上記レジンを溶融して実質的に連続する
    フィルム層を形成する工程と;を有して成るカラー陰極
    線管の基板上に発光スクリーン構体を形成する方法。
JP2156587A 1989-06-14 1990-06-13 カラー陰極線管の基板上に発光スクリーン構体を形成する方法 Expired - Fee Related JPH088063B2 (ja)

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