JPH11501579A - 回転静電気散布装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ディスプレイパネル上に、粒子、特に蛍光体粒子を均一に堆積させる技術およびこの技術を実施する装置に関する。この技術は、荷電粒子をディスプレイパネルに静電気的にかつ空気作用的に運ぶことに基づき、その結果、パネル内面が平面でも曲面でも均一なコーティングができる。

Description

【発明の詳細な説明】 回転静電気散布装置および方法 本発明は、テレビジョンで使用されるような、例えば、陰極線管のディスプレ イ装置のスクリーン内面上に、蛍光体粒子のような粒子を散布する新規な技術お よび装置に関する。特に、本発明は、例えば、蛍光体粒子のような粒子を、この ようなディスプレイスクリーン内面上に、静電気的におよび空気作用的に放電噴 射装置を回転させることにより堆積させるための技術および装置を提供し、その 結果、蛍光体粒子を全体により均一に堆積させることができる。 陰極線管を使用するディスプレイ装置、特に、カラーテレビジョン装置におけ る重要な問題は、ディスプレイスクリーンの内面上に蛍光体の均一な層を形成す る必要があることである。特に、ディスプレイスクリーンのへりおよび角の塗布 が不均一になるという問題が従来よりあった。 過去に、均一なディスプレイスクリーンを達成する種々の試みがなされた（参 照：欧州特許出願Ｎｏ．０６４７９５９）が、これらの試みは失敗に終わった。 最近の関連技術は、紙の代わりにパネルを、インクの代わりに蛍光体を使用する ゼロックス型装置を目指している。また、この型の装置は、トライボ荷電装置を 使用しているが、重大なドリフトが生じるので、不十分であった。さらに、この ような装置は、導電性材料の分離した層、マスクを介しての露出を必要とし、そ の後で蛍光体が適用される。 本発明は、ディスプレイスクリーン上に、例えば、蛍光体粒子のような粒子を より均一に堆積する技術ならびに、この技術を実施するための装置に関する。こ こで、静電気と空気作用の両方が使用される。 本発明の技術では、ディスプレイパネルを、ディスプレイパネルに面した面を 有する噴射室上に固定し、電位差を、ディスプレイパネルとディスプレイパネル に面した面との間に確立し、ディスプレイパネルと前記面との間に電界を形成し 、荷電粒子を含んだ空気流れを、静電噴射銃の少なくとも１つの出口を介してデ ィスプレイパネルの下の噴射室を満たすのに充分な速度でディスプレイパネルに ほ ぼ平行な方向で、噴射室に供給し、荷電蛍光体粒子を、確立された電界を用いて ディスプレイパネル上に静電的に堆積させ、荷電蛍光体粒子を、ディスプレイパ ネルの角半径方向に空気作用的に堆積させ、静電噴射銃の少なくとも１つの出口 を、ディスプレイパネルに対して横向きに軸の周囲に回転させる、段階を含んで 構成される。 ディスプレイパネルとディスプレイパネルに面した面との間の静電界と空気作 用による堆積の組み合わせの結果、粒子のより均一な堆積が、特に、ディスプレ イパネルの角およびへりの近傍で得られる。 好ましくは、ディスプレイパネルは接地される。接地ではなく、所定の電位を 使用してもよいが、ディスプレイパネルを接地するすると、アークの危険が減る 。 好ましい態様では、噴射銃から出る空気は、イオン化され、ディスプレイパネ ルに面した面を荷電し、電界を形成するのに充分な面の電位を確立する。 他の荷電法も使用できるが、簡単で、アークの危険が少ないのが好ましい。 ディスプレイパネルに面した面は導電材料、好ましくは金属で形成されるのが 好ましい。導電性面によると、より均一な層が得られ、移動効率も向上する。 静電噴射銃は、荷電蛍光体粒子が通って出る２つ以上の出口を有すると好まし い。１つの出口も使用できるが、２以上の出口の方がより均一な蛍光体層の堆積 が得られる。 本発明の方法の態様における堆積の目的では、噴射銃からの粒子の供給が回転 につれて最終位置の近くで停止し、一方、空気流れは維持され、最終位置に到達 したとき空気流れは止まり、遅延の後、噴射室からコートされたパネルが除去さ れる。 蛍光体粒子の供給が停止された後、所定時間空気流れを維持し、噴射銃から粒 子を除去し、出口が塞がれる危険を減少させる。所定時間経ってパネルを除去す ることより、粒子が固定するための時間が確保され、こうして、ディスプレイパ ネルを除去したとき、噴射室周りに蛍光体が飛散するのを減少させる。 静電銃は噴射室に固定することもできるし、あるいは、各堆積工程の始めに噴 射室中に挿入してもよい。粒子は静電銃中で荷電されるのが好ましい。粒子が荷 電される位置と粒子が噴射室に入る位置の間の距離は短い。この距離が長ければ 長い程、粒子は多くの電荷を放電する。 本発明の技術は、金属板上に、−２０〜−４０ｋＶの負電圧を形成することに より実施され、一方、ディスプレイパネルは接地電位に維持される。荷電粒子は 、噴射銃の噴射ノズル開口を介して、約１７０フィート／秒（ｆｐｓ）までの速 度で噴射室に運ばれる。 本発明の好ましい例では、噴射銃のノズル開口の出口は、その軸の周囲を開始 位置から停止位置まで３６０°回転し、その後、回転は逆になり、開始位置に戻 る。噴射銃に、例えば、滑り電気接続を使用した場合には、その後続けて回転さ せることができる。 噴射銃からの粒子の供給が停止された後、噴射室への空気流れを維持すること により、連続する操作において、新しいディスプレイパネルの内面上に堆積を開 始する前に、装置の掃除ができる。このために、本発明の技術を使用すると、１ 時間に少なくとも３００のパネルをコートすることができる。 本発明の特別な利点は、ディスプレイパネルの内面上に荷電蛍光体粒子を静電 的に堆積させると同時にディスプレイパネルの角半径方向に前記荷電粒子を空気 作用的に堆積することにより、本発明では、荷電蛍光体粒子を非常に均一に堆積 させることができるので、ディスプレイパネルあるいはディスプレイ窓上に蛍光 体を形成するという従来の技術を超えて重大な改良が達成できることである。 しかし、本発明では、例えば、（カラー）フィルターコーティングに対するよ うな他の荷電可能粒子の堆積にも有利に適用できる。 さらに、本発明は、ディスプレイ窓の内面に蛍光体を堆積するための装置に関 する。 本発明の装置は、開口側と反対に配置する面、好ましくは金属板、とを有する 噴射室と、前記開口面を向いた対向面を通って配置された静電噴射銃と、ディス プレイ窓を配置して開口側を閉じる手段と、ディスプレイ窓と対向面との間に電 位差を確立する手段と、イオン化された空気中で荷電蛍光体粒子を、前記室中に ディスプレイ窓にほぼ平行にディスプレイ窓の下の前記室を満たすのに充分な速 度で運ぶ手段と、前記荷電蛍光体粒子を運ぶ手段を、第１位置から第２停止位置 まで軸の周囲に回転させる手段と、前記第２停止位置に近づいたとき、荷電蛍光 体粒子が噴射室に入るのを停止させる手段と、第２停止位置で噴射銃からの空気 流れを停止させる手段と、からなる構成を含んで構成される。 好ましくは、本装置は、荷電蛍光体粒子に、好ましくはほぼ均一な反発する電 界を形成するのに充分な電圧である対向面を有する噴射室の周囲面のコロナ荷電 により、噴射室中で粒子をイオン化するエネルギー付与手段を含んで構成される 。 本発明の特別な特徴によると、ディスプレイ窓は、接地電位にされ、一方、金 属板上には非常に高い負電圧が形成されて、ディスプレイ窓の内面上に荷電蛍光 体粒子を静電気的に堆積する構造をもたらす。この構造ではさらに、噴射ノズル からの荷電粒子を伴った空気流れが、このような方法で、ディスプレイ窓の内面 の角半径に荷電蛍光体粒子の空気作用による噴射をもたらす。本発明は、この方 法で、ディスプレイ窓の内面に非常に均一なコーティングができる。 本発明の噴射銃の構造によると、噴射銃の高電圧電極を通った空気流れ中に蛍 光体粒子が混合されて運ばれ、蛍光体粒子上に電荷を形成する。蛍光体粒子−空 気流れの空気混合物を原子化して、金属板とディスプレイ窓の両方に平行に噴射 室内に荷電蛍光体粒子を運ぶ。噴射ノズルの開口からの空気中の高度に荷電した 蛍光体粒子の流れは、金属板とディスプレイ窓に平行であり、噴射室の側面に衝 突し、ディスプレイ窓の角に半径方向に空気作用的に向かう。本発明によると、 この方法で、ディスプレイ窓内面上に荷電蛍光体粒子の静電的堆積と空気作用的 堆積を同時に行って、非常に均一に堆積させることができる。 コロナ荷電による噴射室中で蛍光体粒子をイオン化するためのエネルギー付与 構造は、静電気噴射銃中の高電圧電極を使用することが必要で、その電極は約８ ０ｋＶである。蛍光体粒子は、噴射室の空間をイオン化した空気中の荷電蛍光体 粒子で満たすために、約１７０ｆｐｓの高速で噴射ノズルから出て、ディスプレ イ窓に静電気的に堆積する。 本発明の一態様では、静電気噴射銃を回転させるための手段は、先ず噴射銃を 回転軸周囲に第１位置から少なくとも約３６０°回転させ、その後、第１位置に 逆回転して戻る。しかし、本発明によると、噴射銃は、回転軸周囲を続けて第１ 位置から第２停止位置に達するまで約３６０°位置を超えて回転でき、内面が平 面であっても曲面であっても、ディスプレイ窓の内面の全部分の均一なコーティ ングが行われる。 荷電蛍光体粒子は、回転が停止位置から約３０〜９０°のとき、噴射ノズルか ら出るのを停止される。これは、停止位置から約１秒の時間で起こり、噴射室内 に流れる空気流れにより、荷電蛍光体粒子を室内の雰囲気から実際上除去可能と なり、その結果、その後続けて噴射室を掃除する必要はほとんどない。この方法 で、所定時間内に、多数のパネル部材がその内面をコートでき、その数は、例え ば、約３００枚／時である。 本出願の図１は、本発明の技術を実施するために、現にクレームした装置の構 造を示す。図１は、本装置の作動技術を示すための模式図であって、縮尺どおり ではない。 本発明の集成装置と作動を図１を参照して示す。一般に、本装置では、噴射室 １は、金属板２を取り囲む側壁１３を有する金属板２の矩形あるいは長方形の底 を備えて示される。噴射室１は、側壁１３上に内面的に塗布されるべきパネルあ るいは窓４を結合することにより閉鎖される。 噴射銃集成装置３は、金属板２の中央を通って配置され、Nordson Verga（ノ ードソンベルガ）型噴射銃である。高電圧（約８０ｋＶ）電極５は、電圧供給部 ６により活性化され、噴射銃３中を噴射ノズル７の真下まで延びる。噴射ノズル ７は、その上端に、噴射銃の周囲まわりに位置する噴射開口を有する。パネル４ の内面上に塗布されるべき蛍光体は、管９を通って噴射銃３中へ至り、同時に、 管９からと管１０からと別々に空気の混合物が至る。この蛍光体粒子／空気混合 物は、高電圧電極５側に運ばれ、イオン化されて、噴射室１中へ至る。 イオン化された蛍光体と空気粒子は噴射室１を満たし、共に、静電的にパネル ４に運ばれ、空気作用的にパネル４の内角に運ばれ、図中矢印で示される。金属 板２は非常に高い負電圧、すなわち−２０〜−４０ｋＶであり、一方、パネル４ は接地される。こうして、非常に高い静電域が蛍光体イオン上にパネル方向に確 立される。ノズル７からの空気流れは、充分に高い速度、すなわち１７０フィー ト／秒であり、蛍光体粒子は、始めにノズルから出て側壁１３に衝突し、パネル ４の角に向かって上方に空気作用的に屈折する。この方法では、蛍光体粒子はパ ネル４の内角面に衝突し、完全に覆う。室中の高電界によりイオン化した蛍光体 粒子は完全に内面にわたってくっつき、塗布が完成する。 パネル４の内面をさらに均一に塗布するために、噴射銃あるいは噴射ノズルを 駆動ギア８を用いて回転させる。この方法では、イオン化した蛍光体粒子および イオン化した空気分子は、噴射室を均一な雲で絶え間なく満たし、パネル４の内 面全面を均一にコートする。イオン化した粒子は、約−５０ｋＶの電位を有し、 パネル４の接地電位に衝突する。 噴射ノズル７からの蛍光体粒子と空気の流れは、金属板２とパネル４の表面と の両方に平行である。この平行な流れにより、蛍光体粒子はパネル４の角へ空気 作用的に上方に向かうことが可能になる。また、粒子流れはパネルを指向しない ので、不均一な粉末の配給はパネル上に直接には現れない。 本発明の作動では、パネル４は、始めに標準フォトレジストでコートされ、続 く蛍光体粒子の付着を助ける。このようなフォトレジストは、水に溶解されたポ リビニルアルコールのような水溶性ポリマーである。この感光性コーティングは 、接地電位で静電界中で導電性になり、イオン化された蛍光体粒子のパネルへの 引き付けとくっつきを助ける。 その後、電圧が噴射銃に印加され、高電圧、すなわち８０ｋＶになり、この高 電圧は電極５周りの空気をイオン化する。イオン化された空気は、噴射室１の底 で金属板２を含む近くの面全てに電荷を与え始める。金属板２上で、高負電界、 すなわち約−２０〜−４０ｋＶは、均一な反発電界を形成し、パネル４へイオン 化された蛍光体粒子を指向させるのを助ける。この操作は噴射室内でドリフト、 リント、あるいは他の粒子がイオン化されるのを防ぐために清浄な環境で行われ る。 次に、噴射銃３あるいは噴射ノズル７は、回転を開始し、７〜１２立方フィー ト／分で空気が、１〜３グラム／秒で蛍光体粒子が、高電圧電極５を介して銃を 通って供給される。その後、空気と蛍光体粒子は、高度に電荷され、イオン化さ れ、高電圧、すなわち１７０フィート／分で噴射ノズル７から噴射される。荷電 粒子と空気流れが、噴射室の側壁と底に衝突し、減速し、拡がって、室とパネル ４の下の領域をイオン化された雲で満たす。空気作用的な空気流れのパターンに より、粒子は側壁に衝突し、領域１１でパネルの内角半径方向に上方にそらされ 、 一方、金属板２とパネル４の間の静電界は蛍光体粒子を動かして湿ったフォトレ ジストを有する接地した内面に衝突させる。この静電体積の間、イオン化された 蛍光体粒子は、金属板２から遠ざけられ、接地パネル４に引きつけられる。 このことが生じるので、噴射銃あるいは噴射ノズルは一方向に回転される。回 転は少なくとも３６０°以上であり、パネル４に引きつけられ空気的に押される 荷電粒子の連続した雲を形成する。ある方法では、回転は連続的に行われ、使用 される蛍光体粒子およびフォトレジストの型に応じて、粒子は停止位置から約３ ０°〜約９０°まで室内に噴射される。蛍光体粒子の噴射銃への供給が停止され た時点で、空気流れは続き、供給ホース９から残りの粒子を出して、これらがパ ネル４に引きつけられるまで、噴射室中に残りの粒子を循環させる。 噴射銃あるいは噴射ノズルが停止位置に達すると、空気流れは止まる。続いて 、接地コンタクト１２はパネル４から外される。その後、パネルは、噴射室およ び噴射銃から外される。その後、次のパネルが取り付けられ、この工程が再び開 始する。この方法では、１時間に約３００のパネルがコートされ、これは、従来 の方法を遙にこえている。 また、荷電粒子の噴射中、噴射ノズルの回転は約３６０°だけでもよい。その 後回転は止まる。その後、蛍光体粒子と空気流れの供給が停止するための上記と 同じ条件の下で、回転は逆になり開始位置に戻る。 本発明は、上記の例により例証された。多くの変形が可能である。例えば、デ ィスプレイ窓は陰極線管のディスプレイ窓にできる。しかし、本発明は、このよ うな型の表示窓に制限されず、例えば、プラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ）の ディスプレイ窓にも、本発明の方法および装置を用いて蛍光体を供給することが できる。「空気」の言葉は、狭く解釈されるべきではなく、単にキャリヤガスを 意味するものである。しかし、通常の意味における空気は、安価で使い易いキャ リヤガスとして好適に使用できる。 要するに、本発明は、表示パネル上への粒子（特に蛍光体に限らない）堆積技 術およびこの技術を実施する装置に関する。この技術では、静電的にかつ空気作 用的に荷電粒子を表示パネルに運ぶことに基づき、平面および曲面上に均一にコ ートすることを改良した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ａ）ディスプレイパネルを、ディスプレイパネルに面した面を有する噴射室上 に固定し、 ｂ）電位差を、ディスプレイパネルとディスプレイパネルに面した面との間に 確立し、ディスプレイパネルと前記面との間に電界を形成し、 ｃ）荷電粒子を含んだ空気流れを、静電噴射銃の少なくとも１つの出口を介し てディスプレイパネルの下の噴射室を満たすのに充分な速度でディスプレイパネ ルにほぼ平行な方向で、噴射室に供給し、 ｄ）荷電粒子を、確立された電界を用いてディスプレイパネル上に静電的に堆 積させ、同時に、荷電粒子を、ディスプレイパネルの角半径方向に空気作用的に 堆積させ、静電噴射銃の少なくとも１つの出口を、ディスプレイパネルに対して 横向きに軸の周囲に回転させる、 段階を含んでなるディスプレイ面上に粒子を堆積する方法。 ２．ディスプレイパネルが接地されていることを特徴とする請求項１記載の方法 。 ３．噴射銃から出る空気をイオン化し、ディスプレイパネルに面した面を荷電し 、電界を形成するのに充分な面の電位を確立することを特徴とする請求項１また は２記載の方法。 ４．ディスプレイパネルに面した面を導電材料、好ましくは金属で形成すること を特徴とする請求項１，２または３記載の方法。 ５．静電噴射銃が、荷電粒子が通って出る出口を有することを特徴とする請求項 １，２，３または４記載の方法。 ６．噴射銃からの粒子の供給が回転につれて最終位置の近くで停止し、一方、空 気流れは維持され、最終位置に到達したとき空気流れは止まり、遅延の後、噴射 室からコートされたパネルが除去されることを特徴とする請求項１，２，３，４ または５のうちいずれか１項に記載の方法。 ７．前記荷電粒子が前記噴射室中に約１７０フィート／秒（５５ｍ／秒）までの 速度で運ばれることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の方 法。 ８．少なくとも１つあるいは複数の出口が少なくとも３６０°停止位置を超えて 続けて回転することを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の方法 。 ９．前記荷電粒子の供給が前記停止位置から約３０〜９０°で停止することを特 徴とする請求項８記載の方法。 １０．少なくとも１つの出口あるいは複数の出口が一方向に少なくとも３６０° 回転し、停止し、開始位置に逆回転して戻ることを特徴とする請求項１〜９のう ちいずれか１項に記載の方法。 １１．粒子が、蛍光体粒子であることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれ か１項に記載の方法。 １２． ａ）開口側と反対に配置する面とを有する噴射室と、 ｂ）前記開口面を向いた対向面を通って配置された静電噴射銃と、 ｃ）ディスプレイ窓を配置して開口側を閉じる手段と、 ｄ）ディスプレイ窓と対向面との間に電位差を確立する手段と、 ｅ）イオン化された空気中で荷電粒子を、前記室中にディスプレイ窓にほぼ平 行にディスプレイ窓の下の前記室を満たすのに充分な速度で運ぶ手段と、 ｆ）前記荷電粒子を運ぶ手段を、第１位置から第２停止位置まで軸の周囲に回 転させる手段と、 ｇ）前記第２停止位置に近づいたとき、荷電粒子が噴射室に入るのを停止させ る手段と、 ｈ）第２停止位置で噴射銃からの空気流れを停止させる手段と、 を含んで構成されるディスプレイ面上に粒子を堆積する装置。 １３．前記装置が、粒子に反発する電界を形成するのに充分な電圧である対向面 を有する噴射室の周囲面のコロナ荷電により、噴射室中で粒子をイオン化するエ ネルギー付与手段を含んで構成されることを特徴とする請求項１１記載の装置。 １４．電位差を確立する手段が、作動中、対向面に−２０〜−４０ｋＶの電位と ディスプレイ窓に接地電位を確立することを特徴とする請求項１１または１２記 載の装置。 １５．前記装置が、荷電粒子を空気作用的に噴射する手段を含んで構成されるこ とを特徴とする請求項１１，１２または１３記載の装置。