TW436845B - Cathode ray tube - Google Patents

Description

Δ3ΒΒ45 五、發明說明（1) ' -— 技術領i 本發明是關於CRT，特別是具有特定吸收峰的吸收濾 光層的面板。

第1圖是傳統CRT塗佈螢光層面板的部份橫截面。有兩 個可見光源會由面板發出。一是電子束撞擊螢光粉時所發 出光1。另一個是由面板所反射的室内光。反射光依據外 部入射光反射的位置可分為兩個分量。第一個分量是面板 表面反射。另一個是穿過整個面板由螢光層表面反射的反 射，。因為CRT是設計用來只發出特定波長並選擇性地组 二=些特定波長以顯示彩色影像所以由面板反射具有均勻 光谱的室内光會降低CRT的對比= 第2圖是常用的螢光材料P22的發光光譜。藍色螢光粉 ZnS . Ag、綠色螢光粉2：ns : Au，室内光和紅色螢光粉y2〇2S : Eu 的主波長分別為450nm、540nm、630nm。反射光分量2，3

的光譜因為在整個可見光波長區域是均勻的因此在這些主 波長間相對較亮。由藍色和綠色螢光粉所發出的光譜頻寬 較見所以450-550nm波長的光是由藍色和綠色螢光粉一起 發出。紅色金光粉的光譜在發光效率最高的附.近有 不耑要的邊頻。因此在波長450_550nm及580nm附近選擇性 地吸光會大幅改進CRT的對比而不會降低亮度。但是這個 方法’因為在5 8 Onm的吸光會讓CRT的色體偏藍，因此必須 吸收4 1 0nm附近的外部室内光以補償偏藍的效應。 選擇性地吸收5 8 0 n m、5 0 0 n m和4 1 0 n m光的方法如美國

第6頁 4368^5 五、發明說明（2) . 專利5200667、5315209和5218268揭露在面板表面形成一 層含有可選擇性吸光的染料或顏料薄膜的方法。另外’也 可以利用多層不同折射率和厚度的透明氧化層塗佈在面板 表面藉由干涉來降低室内光反射。然而，這些專利無法降 低由螢光層所反射的光。所以美國專利4〇 1 9905、4132919 和5627429提出在面板内表面和螢光層之間塗佈上一層中 間層以吸收特定波長。而美國專利5〇6856 8和5 1 793 1 8更揭 露一種由高折射率和低折射率交互構成的中間層。 發明之總論 本發明的目的是減少室内光反射而不須使用分散染料f〕 層或是多層不同反射率的透明層。 較佳具體實施例之說明 第3圖是本發明CRT面板的部份橫截面。面板具有破續 面板1 0、螢光層1 2和位於兩者之間的濾光層丨丨。黑障列在 塗佈濾光層11之前形成玻璃面板内表面。然而，也可以形 成在塗佈濾光層之後。濾光層是—層分散有色粒子和微小 金屬粒子的介電基材薄膜以利用表面電漿共振現象（SPR) 。濾光層使用一種以上的金屬粒子和有色粒子以具有多個 吸收峰。金屬粒子和有色粒子的吸收舉必須不同。 SPR是電子在介電基材中如氧化矽、氧化鈦、氧化锆 p 的奈米尺寸金屬粒子表面與電場產生共振並吸收特定頻段 光的現象。洋細說明可參考J. Opt· s〇c. Am. Β ν〇1‘ 3 N〇‘l2/Dec_ 1 9 86，ppl647-1655。奈米尺寸指的是數奈束 到數百奈米。換句話說，奈米尺寸粒子是半徑大於1奈米、

第7頁 436845 ^ 五、發明說明（3) 但小於！微米的粒子。舉例來說，含有半經小Ki〇〇nm的全 (Au)、銀（Ag)和銅（Cu)粒子的氧化矽介電基材合分 別吸收波長5 30nm、410·和580nm波長附近的光。人有\ 金'ptj或I巴（Pd)依據基材種類會吸收*38〇n；Jj8〇(^m 頻邊較見的光。吸收的特定波長與介電基材種類，也就 ，，反射，、金屬種類和金屬粒子的尺寸有關。'氡化矽、 氧化鋁、氡化鍅和氧化鈦的折射率分別為工 2 . 2 和 2 , 5 - 2. 7。 _ 可：：：的金厲種類包括過渡金屬、驗金屬和驗稀土 常】：通：二、銀、銅、白金和纪因為吸收可見光所以最 Λ Lr 下的金屬粒子其吸收比例會隨尺寸增

^ s σ。大於100nm，尺寸增加會使得吸收峰移向导波 、。因此金屬粒子尺寸會影響吸收比例和吸收 Y 理戈的金屬粒子量相對於介電基為長 1 峰2-1%。可以在這範圍内選擇所需的吸收=吸收 以利：：：：：f材和金粒子的遽光層吸收峰在53〇nm可 有更高折射=rr8〇nm附近的，。一種是添加如具 呂或氧化锆第二基材使吸收 吸收峰和吸故比透ί率和濾光層的密度。通常希望 而不添加第二八j ί兩。第二種方法是增加金粒子的尺寸 成薄膜在破璃二:f材。因為金屬粒子使用扣l-gel塗佈 破㈤面板表面’金屬粒子的尺寸可以藉由改變水 (436845 ： 五、發明說明（4) 量，催化劑種罈和量及熱處理溫度改變速率來控制。舉例 來說添加更多的水或增長熱處理會使粒子變大。此外，吸 收5 8 0 n m波長附近的光時也必須吸收41 〇 n m波長附近的光使 靣板不會偏藍。 介電基材’至少含有氧化矽S i 02、氧化鈦T i 02、氧化 錯Zr02和氧化鋁Ala〇3中的一種。氧化矽和氧化鈦的組合比 例最好皆為重量百分比5 0 %。而氧化錯和氧化鋁組合的莫 耳比為8 : 2。 ' 分散在濾光層的有色粒子，可以使用一種以上在可見 光中具有吸收峰的無機或有機染料、無機或有機顏料。舉 例來說’ Fe2 03為紅色粒子、T.iO · CoO . NiO · Z.r02為綠色牛 粒子而C〇〇 · A 12〇3為藍色粒子。 第3圖是本發明.另一實施例其黑陣列丨3是在塗佈濾光 層之前先形成。換句話說，黑陣列圖形在玻璃面板内表 面。如第3圖所敘述的SPR濾光層塗佈在黑陣列上面以完全 覆蓋内表面。最後形成螢光層於濾光層上，相當於下面的 黑陣列。這貫施例顯示在本發明中黑陣列的位置並不重

古^4圖是本發明另一實施例使用兩種濾 有金屬粒子而另一層分散有色粒子。雖然 曰層刀取 層2 0先塗佈在玻璃面板内表面 β 士 ;’、不、'有色濾 子層11a在玻璃面板内表面。而且滹 °以先塗佈金屬 不同吸收峰的濾光層所構成，舉例來說，以由兩種以J 粉都發光的5 0 0 nm。 。 、.'彔色和藍色螢

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五、發啤說明（5) W圖疋在玻璃面板外表面具有分散微小金屬粒子和 有色粒子的濾光層以降低外表面的反射光。雖缺圖中沒有 表示但是在外表面可以使用多餘兩層具有不^及 濟 光層。_ 一 紆圖是塗佈在玻璃面板外表面的有色據光層”和在 内表面的金屬粒子層11 a。如圖7兩層可以交換。

第8圖是第7圖在保護膜丨丨a之前塗佈導電層1 7在玻璃 面板外表面的面板.具有避免靜電的導電層17和避免刮痕 和光反射的保護層11 a的玻璃面板。通常導電層丨7具有氧 化姻錫（IT0 )和氧化石夕的保護層。根據本發明微小金屬 粒子疋在形成氧化矽保護層之前添加到氡化石夕溶液中。因 此保瘦層具有額外選擇性吸收光的功能。 第9圖是類似第3圖的本發明實施例其另一層丨丨a只有 有色粒子或金屬粒子並位於金屬/有色粒子混合的濾光層 1 1之間。第1 0圖實施例的濾光層結構其金屬粒子層1丨a， 1 i b分別形成在玻璃面板外表面和有色粒子層2 〇上。這些 實施例顯示各種濾光層，金屬粒子層和有色粒子層的組 合。 範例 範例1 4. 5g 的 tetraethul-ortho-silicate〔TEOS)分散在30g 曱醇、30 g乙醇、I2g正丁醇和4 g.去離子水的溶液中。添加 〇. 5g的HAuC14 · 4H20到分散的溶液中並在室溫攪動24小時 形成溶液A。

第10頁 43684 5 ·ϊ _ 五、發明說明（6) 逐一加入36§乙醇、1.8运純水、2_5昇鹽酸（35%密度） 到 2 5g 的 t i t an i um i so-propox i de ( Τ I Ρ )而所形成的混合 物室溫攪動2 4小時形成溶液b。 '塗佈材料由1 2 g的溶液A、3 g的溶液B和1 2 g的乙醇， 0 0 6知的紅色顏料Fe203 ’ lg的藍色顏料c〇〇 . a 1203和6g的 dimethyl formamide混和而成金的含量為i2-m〇u而氧化鈦 和氧化矽的莫耳比為1 : 1。 以150rpm旋塗50ml的塗佈材料在17.寸CRT面板上。塗 佈的面板在4 5 0 °C加熱3 0分。然後，以傳統方式形成營光 層.在面板上。 所形成的面板如第3圖吸收峰在5 8 0 nm。所獲得的對 比、亮度和耐久性都令人滿意。 範例2 : 以NaAuC 13取代金屬鹽HAuC 14其他則與範例1相同。 範例3 : 以A u C 13取代H A u C 14其他則與範例1相同。 範例4 : 相同的CRT 由範例1 的Tetraethul-ortho-silicate (TE0S)和 t i tanium i so-propoxi de(T IP)分別以Zr(〇C?H-) 和s e c - A 1( OC4 Hg )4取代而氧化锆和氧化鋁的莫耳比為4 : !。 範例5 塗佈範例1的塗佈材料在面板外表面而塗佈面板在 2 0 0 - 2 5 0 °C加熱其他的製程條件與範例i相同a $爸例6 :

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4 3 6 B 4 5___ 五、發明說明（8) 範例10 範例9的雙次塗佈面板在1 Ο (3 °C預熱然後以重量比9 : 1 的純水、聯胺額外塗佈並在2 0 〇 °C加熱。 範例1 1 : 以NaAuCl4取代HAUCI4其他則與範例9相同。 範例1 2 : 以N a A u C 14取代H A u C 14其他則與範例1 q相同。 範例1-1 2的CRT面板吸收峰在41 〇nm並獲得令人滿意對 比、亮度和对久性。 範例1 3 和範例1相同除了以AgN03取代HAuC 14之外的新塗佈材 料銀含量為5 mo 1 %。範例1的塗佈材料旋塗在c RT面板内表 面而旋塗新塗佈材料在第一塗層上面其他製程與範例1相 同如第9圖以作為發明實施例。所形成的c RT面板主要吸峰 在41 0 n m和5 8 0 n m並獲得令人滿意對比、亮度和耐久性。 範例1 4 · 和範例1相同的CRT除了 HAuC 14 . 4H20和AgN03所以金和 銀的含量分別為12mol%和5mol%。 所形成的CRT面板主要吸收峰在41〇nm和580nm並獲得 令人滿意對比、亮度和耐久性。

第13頁 43^845 ： 圖式簡單說明 第1圖是傳統CRT面板的部份橫截面'^ 第2圖是用於傳統CRT的傳統螢光粉的光譜分佈/ 第3圖是本發明CRT面板的部份橫截面。 第4圖是本發明另一實施例CRT面板的部份橫截面。 第5圖是本發明另一實施例CRT面板的部份橫戴面= 第6圖是本發明另一實施例C RT面板的部份橫截面。 第7圖是本發明另一實施例CRT面板的部份橫戴面。 第8圖是本發明另一實施例CRT面板的部份橫戴面。 第9圖是本發明另一實施例CRT面板的部份橫截面。 第1 0圖是本發明另一實施例CRT面板的部份撗截面： 圖式中元件名稱與符號對照 1 :發出光 1 0 :玻璃面板 11 ： 濾光層 11a 、11 b :金屬粒子層 12 ： 螢光層 13 ： 黑陣列 17 ： 導電層 2，c 3 :反射光分量 20 ： 有色濾光層

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Claims (1)

1. 43684 5 六、申諳專利範圍 丄：：陰極射線管（c . 一玻璃面板， ，、啕· 至少一濾光層，塗 沾 有奈米尺寸的微在。A玻璃面板的至少一表面，具 , 、金屬粒子和有声手;八玉4· y-人；〇 至少具有一待定处互t $ ’巴拉子为放在介電基材並 \戍·長的吸收峰C S L Λ 專利滅園第1項的陰極射線管，1中# Α /Ρ 粒子疋由金、銀、加 和、.承g 具中g亥金屬 3. 如尹請，、白金和鈀的金屬群令所選出的。 粒子的含量相對於’;巧項:陰極射線管，其中該金屬 八"®基材總莫耳數A b 9 4, 如申請專利浐岡〜 夬千妓馮i2〇m〇1%。 与寻刊靶圍第1項的陰極射線普 基材是由氧化矽、$ # # t & S其中該介電 少一種介電材料。 匕銘令所4出的至 5，如申請專利範圍第1項的陰極射線管， 粒子是由無機顏料’無機染#，有機 ，機：有色 選出。 ’城染枓中所 6. 如申請專利範圍第3項的陰極射線管，其八“ 基材具有氧化矽和氧化鈦的莫年比為1 :丨或是氧化鍅二， 化鋁的組合= σ 7. 如申請專利範圍第2項的陰極射線管，其中該至小 一濾光層具有兩種以上由該群中選出的金屬粒子所以有^ 種以上的吸收峰。 〜 8. 如申請專利範圍第4項的蟓極射線管，其中該至少 一濾光層具有兩種以上由該群中透出的有色粒子所以有〜 種以上的吸收蜂。

   六、申請專利範圍 9.如申請專利範圍第1項的陰極射線管，更具有一只 在該至少一濾光層上分散有奈米尺寸微小金屬粒子的額外 遽光層。 1 0. —種陰極射線管，具有： 一玻璃面板’ 至少二遽光層 '塗佈在該玻璃面板至少一表面 '其中 第一濾光層具有奈米尺寸的微小金屬粒子分散在介電基材 而第二濾光層具有有色粒子所以該至少二濾光層具有至少 一特定波長的吸收聲。 11.如申請專利範圍第10項的陰極射線管，其中該金 屬粒子是由金、銀、銅、白金和鈀的金屬群中所選出的。 1 2 .如申請專利範圍第10項的陰極射線管，其中該金 屬粒子的含量相對於介電基材總莫耳數為1 - 2 0 mo 1 %。 1 3 .如申請專利範圍第1 0項的陰極射線管，，其中該介 電基材是由氧化矽、氧化鈦、氧化鍅和氧化鋁中所選出的 至少一種介電材料13 1 4.如申請專利範圍第1 0項的陰極射線管，其中該有 色粒子是由無機顏料，無機染料，有機顏料和有機染料中 所選出。 1 5 .如申請專利範i圍第1 3項的陰極射線管，.其中該介 j j 電基材具有氧化矽和氧化鈦的莫耳比為1 : 1或是氧化鍅和 氧化紹莫的組合。 1 6 .如申請專利範圍第11項的陰極射線管，其中該至 少一濾光層具有兩種以上由該群中選出的有色粒子所以有

   第16頁 436845 六、4請專利範圍 一種以上的吸收峰。 1 7.如申請專利範圍第1 4項的陰極射線管，其中該至 少一渡光層具有兩種以上由該群中選出的有色粒子所以有 一種以上的吸‘收。 1 8.如申請專利範圍第1 0項的陰極射線管，其中該第 一和第二濾光層塗佈在該玻璃面板同一面。 1 9.如申請專利範圍第1 0項的陰極射線管，其中該第 一和第二；慮光層分別塗佈在該玻璃面板相反面。 2 0.如申請專利範圍第1 8項的陰極射線管，其中具有 微小金屬粒子分散的額外濾光層塗佈該玻璃面板該同一面 的相反面。 2 1.如申請專利範圍第1 9項的陰極射線管，其中具有 氧化麵，錫的導電腹在該弟· 渡光層和玻璃面板表面之間。

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