專利名稱：用電子照像制造陰極射線管熒光屏組件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用電子照像制屏工藝方法(EPS)、利用摩擦充電的熒光屏結構材料制造陰極射線管(CRT)熒光屏組件的方法，特別涉及用比常規(guī)設備更小的設備制造熒光屏組件的方法。
美國專利4921767(1990.5.1.授予Datta等人)披露了一種利用摩擦充電熒光屏結構材料，用電子照像制造CRT屏盤內表面上的熒光屏組件的方法。該專利方法中，覆蓋在有機導電(OC)層上的有機光導電(OPC)層被靜電充電至正電壓。然后，通過可拆卸地附著于屏盤內的蔭罩，使OPC層被來自三位一體曝光臺中的適當光源的光線曝光。該光線以接近于來自電子槍的電子束中之一束的會聚角入射。OPC層的光放電區(qū)域上將淀積三種摩擦充電(正)的發(fā)光熒光體中之第一種。每次曝光之后，移動光線至曝光臺中不同位置，以按另外的電子束的入射角曝光。需要根據三位一體曝光臺中三個不同的光線位置總共曝光三次，使隨后將淀積熒光體形成熒光屏的OPC層區(qū)域放電。
曝光工藝步驟之后，從屏盤上取下蔭罩，將屏盤置于基質顯影器中，該顯影器包括適當制備的光吸收黑底材料干粉狀顆粒。在顯影器中對基質材料摩擦充電(負)，通過正顯影使其淀積在充正電荷的OPC層上。
帶有基質的OPC層被均勻地再充電至正電位，并將蔭罩再嵌入屏盤。將屏盤置于第一精密曝光臺上，用光使相應于發(fā)第一色光的熒光單元位置的OPC層部分放電。第一精密曝光臺提供具有接近電子束中之一束的入射角的會聚角之光線。淀積熒光體之前，從屏盤上取下蔭罩，將屏盤置于含發(fā)第一色光的熒光體的第一顯影器中。在顯影器中對發(fā)第一色光的熒光粉摩擦充電，通過負顯影使其淀積在OPC層放電區(qū)域上。利用第二、第三精密曝光臺和顯影器，再重復二次OPC層的充電、曝光和顯影工藝。這兩個精密曝光臺中每一臺的光線具有分別近似于第二和第三電子束的會聚角。美國專利5340674(1994.8.23.授予Moscony等人)利用上述工藝的變化，用EPS工藝方法淀積光吸收基質。后一授權的專利中，在三種顏色發(fā)光熒光粉淀積于OPC層之后，具有發(fā)不同顏色光的熒光粉間小空間的OPC層被充電至負電位，用泛光對迭置的熒光體曝光，未被熒光體覆蓋的OPC層部分的電位被放電。通過負顯影，使摩擦充電(負)的黑底材料顆粒淀積在OPC層的放電部分上。用該工藝方法的問題是較少的黑底材料淀積在以前已沉積的發(fā)彩色光的熒光體上。雖然淀積基質的泛光曝光帶來了不必投資常規(guī)用于基質工藝中的三位一體曝光臺的極大好處，但缺陷是黑底材料的發(fā)彩色光熒光體有雜質。
但是，通過在淀積發(fā)彩色光的熒光體所利用的曝光步驟之前和之后減少至少一臺精密曝光臺和嵌入和取下蔭罩的有關步驟，能夠可觀地節(jié)省設備成本和處理時間。此外，減少嵌入和取下蔭罩步驟之一可減小蔭罩或熒光屏的損傷幾率。
本發(fā)明的目的是提供一種用EPS工藝制造彩色CRT熒光屏組件的方法，包括在CRT屏盤內表面上淀積光吸收基質，在其上迭置可揮發(fā)OC層，并在該OC層上迭置可揮發(fā)的OPC層。在OPC層上建立大體均勻的電壓。然后，通過帶孔蔭罩使大量的OPC層第一選擇區(qū)域對來自第一曝光臺的可見光曝光，以改變OPC層第一選擇區(qū)域上的電壓。接著，用第一摩擦充電的發(fā)彩色光的熒光材料使第一選擇區(qū)域顯影，形成大量的發(fā)第一色光的熒光單元。在OPC層和大量的發(fā)第一色光的熒光單元上重新建立大體均勻的靜電壓。通過帶孔蔭罩使大量的OPC層第二選擇區(qū)域對來自第二曝光臺的可見光曝光，以改變OPC層第二選擇區(qū)域上的電壓。用第二摩擦充電的發(fā)彩色光的熒光材料使OPC層第二選擇區(qū)域顯影，形成大量的發(fā)第二色光的熒光單元。發(fā)第一和第二色光的熒光單元至少重迭于基質的一部分上，從而至少在某一發(fā)第一與第二色光的熒光單元之間產生間隙。在OPC層和大量的發(fā)第一、第二色光的熒光單元上重新建立大體均勻的靜電壓。用UV輻射對OPC層泛光曝光，使剩余的開口區(qū)域上和間隙上的電壓改變。最后，用發(fā)第三色光的熒光材料使OPC層剩余的開口區(qū)域顯影，形成大量的發(fā)第三色光的熒光單元。發(fā)第三色光的熒光材料也淀積在間隙中，但該間隙中的發(fā)第三色光的材料已被光吸收基質所屏蔽。
附圖中，

圖1是按本發(fā)明制成的彩色CRT的帶局部軸向剖面的平面圖；圖2是圖1所示顯像管的熒光屏組件的剖面；圖3-10示出EPS工藝的幾個常規(guī)步驟中的屏盤剖面；和圖11和12示出按本發(fā)明工藝方法的屏盤剖面。
圖1示出帶玻殼11的彩色CRT10，它包括矩形屏盤12和通過矩形錐體15相連的管狀頸部14。錐體15具有與陽極鈕16接觸并延伸至頸部14中的內導電涂層(未示出)。屏盤12包括觀看面板或襯底18和用玻璃熔料21封接在錐體15上的周邊凸緣或側壁20。三色熒光屏22設在襯底18內表面上。圖2所示熒光屏22為包括大量屏幕單元的條形屏。屏幕單元由分別發(fā)射紅、綠、藍光、按循環(huán)順序排列成三條或三個一組的顏色組或像素的熒光條R、G和B組成。熒光條沿通常垂直于產生電子束的平面延伸。在實施例的正常觀看位置看，熒光條沿垂直方向延伸。熒光條最好位于由光吸收基質23所限定的開口內，至少部分熒光條重疊于光吸收基質上，正如現(xiàn)有技術所公知的情況。用這種工藝也可形成點狀屏。最好為鋁的導電薄層24覆蓋在屏22上，提供一給屏22施加均勻電位及通過面板18反射從熒光單元發(fā)射的光的裝置。屏22和覆蓋的鋁層24組成熒光屏組件。多孔選色極或蔭罩25用常規(guī)方法，以相對熒光屏組件的預定間隔可拆地安裝。
由圖1中虛線示意的電子槍26同軸地裝在頸部14中，產生并沿會聚通道導引三束電子束28穿過蔭罩25上的小孔到達熒光屏22。電子槍是常規(guī)的，可為任何適當?shù)默F(xiàn)有技術中的已知電子槍。
顯像管10被設計成使用固定于錐體與頸部連接區(qū)域上的外部磁偏轉線圈，比如偏轉線圈30。當加激勵時，偏轉線圈30使三束電子束28在磁場作用下沿熒光屏22上的矩形光柵水平和垂直地掃描。圖1中的線P-P示出約在偏轉線圈30中部的起始偏轉面(零偏轉處)。為簡化，偏轉區(qū)域中偏轉電子束軌跡的實際曲線未示出。
用上述美國專利4921767中所描述的EPS工藝制備熒光屏。圖3-10示出部分工藝。首先，按現(xiàn)有技術，為淀積光吸收基質23而制備面板12，即用堿液清洗、水中漂洗，用緩沖氫氟酸腐蝕和又用水漂洗。最好用美國專利3558310(1971.1.26.授予Mayaud)中所述的常規(guī)濕式基質法在觀看板18內表面上設置光吸收基質23。濕式基質法中，例如用旋涂，將適當?shù)暮饪棠z液涂敷在屏盤12的內表面上，然后干燥該溶液形成光刻膠層。然后，將蔭罩插入屏盤，并將該屏盤置于三位一體的曝光臺上(未示出)，使光刻膠層對通過蔭罩上的開口入射的來自光源的光化輻射曝光。用設置的模仿來自CRT電子槍的三束電子束路徑的光源重復曝光兩次以上。該光線有選擇地改變隨后將淀積熒光材料的光刻膠層露出區(qū)域的溶解度。三次曝光后，從曝光臺移走屏盤，并從屏盤移走蔭罩。用水使光刻膠層顯影，清除其較多溶解的區(qū)域，從而露出面板內表面基底，留下較少溶解的光刻膠層無損的曝光區(qū)域。在面板18內表面上設置適當?shù)墓馕詹牧先芤?未示出)，均勻擴散在面板的露出部分和屏盤12上剩余的較少溶解的光刻膠層區(qū)域上。干燥光吸收材料層，用適當?shù)娜芤菏蛊滹@影，該溶液溶解和去除光刻膠層的剩余部分，迭置光吸收材料，從而形成粘附在屏盤內表面的基質層中的窗狀開口。
用可揮發(fā)的有機導電材料均勻涂敷帶有基質23的觀看面板18內表面，形成有機導電(OC)層32，為迭置的可揮發(fā)有機光導電(OPC)層34提供一個電極。OC層32和OPC層34在425℃左右的溫度易揮發(fā)。圖3示出在觀看面板18上帶基質23和帶OPC層34的OC層32的屏盤12。適于OC層32的材料包括美國專利5370952(1994.12.6授予Datta等人)中提及的某些季銨聚合電解質。由形成覆蓋在OC層32上的溶液的適當樹脂、電子施主材料、電子受主材料、表面活化劑和有機溶劑構成OPC層34。美國專利5413885(1995.5.9.授予Datta等人)披露了適于形成OPC層34材料之例。另一方面，基質23可由上述美國專利4921767或美國專利5229234(1993.7.20.授予Riddle等人)所述的EPS工藝形成。
如圖4所示，用輝光放電設備36使OPC層34充電為200-800V范圍的正電位。然后，如圖5所示，將蔭罩25插入屏盤12，將屏盤12置于第一精密曝光臺38上，用來自置于曝光臺內的氙閃光燈40或例如汞弧燈之類的其它強度足夠的光源的光，通過蔭罩25使充有正電荷的OPC層曝光。用穿過蔭罩25上小孔、沿與來自CRT電子槍26的電子束之一相同的角度的光線照射OPC層34，使被照的區(qū)域放電，形成充電圖形。將蔭罩從屏盤12上取下來，如圖6所示，將屏盤置于第一熒光劑顯影器42中，顯影器42包括發(fā)第一種色光的熒光材料，例如干粉末狀發(fā)綠光的熒光粉，其表面預先用適當?shù)碾姾煽刂撇牧线M行處理，密封這些顆粒并可在其上形成摩擦正電荷。在顯影器中對發(fā)第一種色光的熒光粉顆粒正摩擦充電，并導向OPC層34。用本領域稱為“負(reversal)”顯影的已知工藝方法，帶正電荷的發(fā)第一種顏色光的熒光粉顆粒受到形成于OPC層34上的充電圖形的正電荷區(qū)域排斥，并淀積在其被放電的區(qū)域上。負顯影中，屏結構材料的摩擦充電顆粒受OPC層34的相同充電區(qū)域的排斥，淀積在其已放電的區(qū)域上，形成如條形或點狀的大量發(fā)第一色光的熒光單元。各發(fā)第一色光的熒光單元的尺寸稍大于光吸收基質23中的開口尺寸，完全覆蓋各開口并稍稍重迭開口周圍的光吸收基質材料。然后，如圖7所示，用充電設備36使淀積有發(fā)第一色光的熒光單元的OPC層34再充電，在OPC層34上和已淀積的發(fā)第一色光的熒光單元上重新建立200-800V范圍內的正電壓。在再充電步驟之后，將蔭罩25又嵌入屏盤12，將屏盤12又置于第二精密曝光臺44上，如圖8所示，該曝光臺有光源40，與第一曝光臺38的光源相同。用穿過蔭罩25上的小孔、沿與來自CRT電子槍26的第二束電子束相同的角度的光線照射OPC層34，被照射區(qū)域放電，形成第二充電圖形。將蔭罩從屏盤12上取下來，如圖9所示，將屏盤置于第二熒光劑顯影器46中，該顯影器46包括發(fā)第二色光的熒光材料，例如干粉末狀發(fā)藍光的熒光粉，熒光粉的表面已預先用適當?shù)碾姾煽刂撇牧线M行了處理，密封這些顆粒并可在其上形成摩擦正電荷。在顯影器中對發(fā)第二色光的熒光粉顆粒正摩擦充電，并導向OPC層34。通過“負”顯影工藝方法，被正充電的發(fā)第二色光的熒光粉顆粒受到形成于OPC層34的充電圖形上的正充電區(qū)域和位于第一色光熒光單元的正電荷排斥，并淀積在已放電的區(qū)域上，形成大量的發(fā)第二色光的熒光單元。淀積在OPC層34上的各發(fā)第二色光的熒光單元的尺寸也大于基質開口尺寸，完全覆蓋各開口并稍稍重迭開口周圍的光吸收基質材料。
如圖10所示，用充電設備36對淀積有第一和第二熒光單元的OPC層34再充電，在OPC層34和淀積的第一、第二熒光單元上又構成正電壓。本工藝方法的新穎性示于圖11和12中。為了簡化EPS工藝方法的剩余步驟，降低設備成本和減少工藝時間，用適當?shù)墓庠?8，如汞弧燈泛光照射包括預先已淀積發(fā)第一、第二色光的熒光單元的被充電的OPC層34，該光源48具有包括波長365nm的紫外光的光譜分布。在光源48和OPC層34之間可設置一個紫外光通、可見光阻的濾光器50，例如Corning Glass Works，Corning，NY制造的5840號濾光器，以濾除波長大于400nm的光。紫外光入射在OPC層34剩余的開口區(qū)域，即未被發(fā)第一和第二色光的熒光單元覆蓋的區(qū)域，使其從初始值放電至減小的值?？墒?，重迭在OPC層34的其它區(qū)域上的發(fā)第一、第二色光的熒光單元將吸收入射的紫外光，由此提供屏蔽作用，這樣基底OPC層34上的正電荷將不減少，而保持在其初始值。然后，如圖12所示，將包括被泛光照射的OPC層34的屏盤12送入第三顯影器52中，該顯影器46包括發(fā)第三色光的熒光體，例如干粉末狀發(fā)紅光的熒光粉，熒光粉表面已預先用適當?shù)碾姾煽刂撇牧线M行了處理，密封這些顆粒并在其上可形成摩擦正電荷。在顯影器中對發(fā)第三色光的熒光材料正摩擦充電，并導向OPC層34。被正充電的發(fā)第三色光的熒光材料受到位于第一、第二淀積熒光單元的正電荷區(qū)域排斥，并通過“負”顯影，淀積在被泛光照射的、已放電的剩余開口區(qū)域，在該區(qū)域上形成大量發(fā)第三色光的熒光單元。淀積在OPC層34上的各發(fā)第三色光的熒光單元的尺寸也大于基質開口尺寸，以確保無間隙產生，并稍稍重迭開口周圍的光吸收基質材料。由于在第三熒光劑顯影之前用泛光照射，使剩余的OPC層34的開口區(qū)域放電，因而不需要第三精密曝光臺，也不需要在第三OPC層曝光之前和之后嵌入和取去蔭罩，從而節(jié)省了處理時間，減少了損傷蔭罩或熒光屏的可能性。
如圖11和12所示，在相鄰的發(fā)第一與第二色光的熒光單元之間至少某一部分有小間隙“g”。該間隙位于光吸收基質23上。上述泛光曝光步驟不僅使OPC層34剩余的開口區(qū)域放電，也使間隙“g”中的OPC層放電，該間隙“g”在預先已淀積在發(fā)第一與第二色光熒光單元之間，從而發(fā)第三色光的熒光材料淀積在該間隙以及OPC層剩余的開口區(qū)域上。然而，間隙中有發(fā)第三色光的熒光材料并不會產生影響熒光屏質量的問題，因為光吸收基質23屏蔽重迭在基質上的熒光材料以及在間隙中的熒光材料，使其不被穿過觀看屏18的可見光照射。
用適當?shù)墓潭▌?，如甲基異丁?MIBK)接觸熒光劑，將發(fā)三種顏色的光的熒光體固定在上述OPC層34上，固定劑慢慢溶解OPC層34的聚苯乙烯并將熒光單元粘附其上。然后對熒光單元覆以薄膜，在屏22上形成光滑表面層，在其上淀積蒸發(fā)鋁層24。成膜可以是常規(guī)噴涂或乳膠膜，或干式膜，例如美國專利5028501(1991.7.2.授予Ritt等人)中所述。覆以薄膜和淀積鋁后，在約425℃的溫度下烘焙30分鐘左右該熒光屏組件，去除屏組件的易揮發(fā)成分。
權利要求
1.一種用電子照像制造CRT(10)屏盤(12)內表面上的發(fā)光屏組件(22、24)的方法，所述屏盤的所述內表面上有基質(23)，覆蓋所述基質的有機導電(OC)層(32)、覆蓋所述有機導電層的有機光導電(OPC)層(34)和大量的屏幕單元，所述屏幕單元包括發(fā)第一色光、發(fā)第二色光和發(fā)第三色光的熒光單元(G、B、R)，按顏色組排列在所述基質開口內，其特征在于該方法包括下列步驟a)在所述OPC層(34)上建立實質上均勻的靜電壓；b)通過開孔的蔭罩(25)使所述OPC層的大量第一選擇區(qū)域對來自第一曝光臺(38)的可見光曝光，以改變其上的電壓；c)用第一摩擦充電的、干粉末狀發(fā)彩色光的熒光材料使所述OPC層的所述第一選擇區(qū)域顯影，形成大量的發(fā)第一色光的熒光單元(G)；d)在所述OPC層和所述發(fā)第一色光的熒光單元上再建立實質上均勻的靜電壓；e)通過所述蔭罩使不同于所述發(fā)第一選擇區(qū)域的、所述OPC層的大量第二選擇區(qū)域對來自第二曝光臺(44)的可見光曝光，以改變其上的電壓；f)用第二摩擦充電的、干粉末狀發(fā)彩色光的熒光材料使所述OPC層的所述第二選擇區(qū)域顯影，形成大量的發(fā)第二色光的熒光單元(B)，所述發(fā)第一和第二色光的熒光單元至少在部分所述基質上重迭，從而在至少某些發(fā)第一與第二色光的熒光單元之間產生間隙(8)；g)在所述OPC層和所述發(fā)第一、第二色光的熒光單元上再建立實質上均勻的靜電壓；h)用紫外線輻射泛光照射所述OPC層，使剩余的包括間隙的開口區(qū)域電壓放電；和i)用第三摩擦充電的、干粉末狀的發(fā)彩色光的熒光材料使所述OPC層剩余的開口區(qū)域顯影，形成大量的發(fā)第三色光的熒光單元(R)，所述發(fā)第三色光的熒光材料也淀積于間隙中。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟i)之后還包括下列步驟j)將所述發(fā)第一、第二和第三色光的熒光單元(G、B、R)固定在所述OPC層(34)上，形成熒光屏(22)；k)對所述熒光屏覆以薄膜；l)在所述熒光屏上重迭導電層，形成發(fā)光屏組件(22、24)；和m)烘焙所述發(fā)光屏組件，去除易揮發(fā)的組分。
全文摘要
用電子照像在 有光吸收基質(23)的屏盤(12) 內表面制造CRT(10)熒光屏組 件(22，24)的方法，包括在基質 上設置用有機光導電(OPC)層 (34)覆蓋的有機導電(OC)層 (32)。在OPC層形成靜電壓， 曝光臺的光有選擇地使其區(qū) 域放電。用熒光材料使放電區(qū) 顯影形成發(fā)第一色光熒光單 元(G)。重復上述步驟形成發(fā)第二色光熒光單元(B)。在某些第 一、二熒光單元間形成間隙g。在POC層和熒光單元上再建 立靜電荷。用紫外光對OPC層泛光曝光，用第三熒光材料使其 剩余開口區(qū)和間隙顯影形成第三熒光單元(R)。
文檔編號H01J29/00GK1158489SQ9612133
公開日1997年9月3日 申請日期1996年12月15日 優(yōu)先權日1995年12月15日
發(fā)明者喬治·M·小埃赫曼, 安德魯·G·庫巴拉, 查爾斯·M·韋策爾 申請人:湯姆森消費電子有限公司