專利名稱：涂覆微粒及涂覆方法
技術領域：
本發(fā)明涉及涂覆微粒及涂覆方法，尤其涉及作為熒光粉微粒涂覆在顯示器的熒光屏上的涂覆微粒及形成這樣的涂覆微粒的方法。
相關技術描述背景技術近來，顯示裝置和陰極射線管(此后稱之為CRT)的顯示屏已經在平面化和大尺寸方面取得很大進展，并且需要分辨率和圖象質量方面的改善。
例如，眾所周知，CRT具有一體形成顯像管的玻璃面板以及玻璃錐體，電子槍設置在顯像管內。而且，在顯像管的面板內裝配有顏色選擇機構，面板的內表面被形成為熒光屏。
由碳制成的黑色光吸收材料薄膜圖案作為熒光屏被形成在面板的內表面上。在光吸收材料薄膜圖案中，用于透射紅色光的紅顏料、用于透射綠色光的綠顏料、以及用于透射藍色光的藍顏料作為紅色、綠色、藍色的顏色濾光器被分別形成在圖案中。而且，用于發(fā)射紅色光的紅色熒光粉微粒、用于發(fā)射綠色光的綠色熒光粉微粒、以及用于發(fā)射藍色光的藍色熒光粉微粒分別形成在每一相應的彩色顏料層上的圖案中。
在這樣的CRT中，從電子槍中發(fā)射的電子束(陰極射線)通過顏色選擇機構進行顏色選擇，并激發(fā)紅色熒光粉微粒層、綠色熒光粉微粒層、藍色熒光粉微粒層中的每種顏色的熒光粉微粒。因此，通過電子束發(fā)射熒光來激發(fā)熒光粉微粒，從而在面板的外表面上顯示相應的彩色圖像。
作為諸如CRT等的顯示裝置的特征，圖像質量被置于非常重要的位置，可以說，圖像對比度決定圖像質量。設置在熒光屏上的紅、綠、藍熒光粉微粒的顏色近似是白色，在面板的熒光屏處對于外部光的反射率相當高，以至于其是導致顯示圖像對比度降低的原因之一。從而，為了增加對比度，在實踐中可通過提供如上所述的紅、綠、藍顏色濾光器來抑制外部光的反射。
然而，在如上結構的陰極射線管中，在其制造工藝中將熒光粉微粒層形成在面板的內表面之前，有必要形成每一種顏色的顏料微粒層。這就導致制造工藝的增加，以及在以順列方式進行制造的情況下，還導致對基礎設施的新的投資，這是不受歡迎的。
另外，作為另一種方法，已知顏料微粒被預先直接涂覆在熒光粉微粒的每個表面上，并且所涂覆的一層熒光粉微粒在熒光屏上形成。作為將顏料微粒涂覆到熒光粉微粒表面的一種涂覆方法，已經知道，熒光粉微粒和顏料微粒在分散介質中分散，接著通過調整添加劑的類型、添加劑量、以及其pH值，使顏料微粒凝固在熒光粉微粒的每個表面上。在這種情況下，熒光粉微粒的平均微粒直徑約為幾個微米，顏料微粒的平均微粒直徑約為100納米至幾百納米。因為顏料微粒被涂覆在熒光粉微粒的每個表面上，故能夠減少外部光的反射并提高顯示圖象的對比度。
如果在液相中執(zhí)行上述將顏料微粒涂覆到熒光粉微粒的每個表面的涂覆方法，有必要使熒光粉微粒和顏料微粒存在于相同的液相中。因此，由于基于材料差異的Z電勢的不同而易于發(fā)生微粒的聚集，從而很難實現均勻涂覆。此外，存在顏料微粒在熒光粉微粒表面上不均勻的問題。如果顏料微粒被不均勻地涂覆在熒光粉微粒表面上，則熒光粉微粒的發(fā)射效率降低，同時，熒光粉微粒的反射性能也變差。在混合熒光粉微粒和顏料微粒的液相中，微粒直徑變得越小，所發(fā)生的微粒聚集就越多，從而使用具有小于100納米的微粒直徑的顏料微粒實際上是不可能的。
如上所述，用于將諸如顏料微粒等更多的微觀粒子涂覆到諸如熒光粉微粒等微觀粒子上的方法已作用微粒表面性能精細技術獲得大量注意，但是主流是使用液相，所以執(zhí)行均勻的涂覆是困難的。使微粒的表面性能改進是非常重要的技術。用于將新的功能賦予微粒的技術已在諸如生物學領域、或電子材料領域等多種領域中得到廣泛應用，因此期望出現將更微小的粒子均勻涂覆在微觀粒子表面上的方法。
然而，在用上述傳統(tǒng)方法將顏料微粒涂覆在每個被涂覆微粒的表面上時，顏料微?？赡軓臒晒夥畚⒘１砻鎰兟?。因此，在熒光屏制造工藝中存在從熒光粉微粒表面剝落的顏料微粒堵塞制造裝置的管道的問題。

發(fā)明內容
由于考慮到上述問題，所以提出了本發(fā)明，且本發(fā)明的主要方面是提供一種用第二微粒均勻涂覆第一微粒表面的方法，該第二微粒比第一微粒更微小。此外，本發(fā)明將提供通過本發(fā)明的方法形成的涂覆微粒，且每個第一微粒的表面被比第一微粒更微小的第二微粒均勻涂覆。
本發(fā)明的涂覆方法包括使具有第一微粒直徑的第一微粒流態(tài)化的步驟、通過使具有比第一微粒的第一微粒直徑小的第二微粒直徑的第二微粒懸浮而產生懸浮液滴的步驟、以及通過使流態(tài)化的第一微粒與第二微粒懸浮液滴碰撞而將第二微粒涂覆在第一微粒表面上的步驟。
本發(fā)明的涂覆方法使具有第一微粒直徑的第一微粒流態(tài)化，通過使具有比第一微粒的微粒直徑小的第二微粒直徑的第二微粒懸浮而產生懸浮液滴，并通過使流態(tài)化的第一微粒與第二微粒懸浮液滴碰撞而將第二微粒涂覆在第一微粒表面上。
此外，在用于本發(fā)明的顯示器的涂覆材料中，第一微粒的每個表面都用第二微粒涂覆，其中第一微粒的平均微粒直徑為3至10μm，且第二微粒的平均微粒直徑為5至100nm。
在本發(fā)明的用于顯示器的涂覆材料中，每個平均微粒直徑為3至10μm的第一微粒的表面被用平均微粒直徑為5至100nm的第二微粒涂覆。


在附圖中圖1是在本發(fā)明的當前實施例中所用的離心流態(tài)化裝置的示意圖；圖2A至圖2C示出涉及當前實施例的涂覆方法的示意圖，其中圖2A示出圓柱形容器的轉動步驟，圖2B示出氣體吹出步驟，圖2C示出生成第二微粒懸浮液滴的步驟；圖3A至3C示出用第二微粒涂覆第一微粒表面的示意圖，其中圖3A示出使第二微粒與第一微粒碰撞的步驟，圖3B示出涂覆第一微粒表面的一部分的涂覆步驟，圖3C示出涂覆整個第一微粒表面的涂覆步驟；圖4是用掃描式電子顯微鏡獲得的一個常規(guī)樣品的表面照片的示意圖；圖5是用掃描式電子顯微鏡獲得的根據本發(fā)明的樣品的表面照片的示意圖；圖6是用具有比圖5的電子顯微鏡更大的放大倍數的透射電子顯微鏡獲得的根據本發(fā)明的樣品照片的示意圖；以及圖7是本發(fā)明的樣品的反射光譜特征。
具體實施例方式
在下文中，參看

本發(fā)明的實施例。
與本發(fā)明有關的涂覆方法是用具有比第一微粒直徑小的第二微粒直徑的第二微粒涂覆具有第一微粒直徑的第一微粒表面。在這種情況下，第一微粒是例如由Y2O2S∶Eu構成的熒光粉微粒，且其平均微粒直徑例如為3至10μm。此外，例如，第二微粒是由Fe2O3構成的紅顏料微粒、綠顏料微粒、或由另一組分構成的藍顏料微粒，且相應的平均微粒直徑為5至500nm。
首先涉及本實施例的涂覆方法使具有第一微粒直徑的第一微粒流態(tài)化。然后，通過使具有第二微粒直徑的第二微粒懸浮形成懸浮液滴。接著，通過使流態(tài)化的第一微粒和第二微粒懸浮液滴碰撞將第二微粒涂覆在每個第一微粒的表面上。
該實施例采用離心流態(tài)化方法作為使微粒流態(tài)化的方法。離心流態(tài)化方法是一種利用離心力使微粒流態(tài)化的方法。圖1是在本發(fā)明的當前實施例中使用的離心流態(tài)化裝置的示意圖。例如，直徑為400mm的圓柱形容器內部裝有第一微粒，沿轉動方向RT轉動。此外，在圓柱形容器10的側壁11上設置有直徑分別為20μm的精細孔，且其被如此配置成能夠將諸如空氣等的氣體30通過那些孔吹入圓柱形容器10。吹入圓柱形容器10的氣體30經由位于圓柱形容器10中心的旋轉軸12從排放系統(tǒng)13排出。為了避免將第一微粒20噴射到外部，在從旋轉軸12到排放系統(tǒng)13的任何位置設置有過濾器。進一步靠近旋轉軸12設置噴嘴40，且該噴嘴40通過用泵41吹第二微粒的懸浮液42能夠產生懸浮液滴。
現在，以下將說明使用離心流態(tài)化裝置用第二微粒涂覆第一微粒表面的涂覆方法。首先，當圓柱形容器10裝有預定量的第一微粒時，使其沿轉動方向RT轉動，從而產生比重力G大的離心力C，以將第一微粒20固定到圓柱形容器10的內壁上。在這種情況下，通過將諸如空氣等氣體30通過設置在圓柱形容器10的側壁11上的孔吹入圓柱形容器10，上升力F被施加給第一微粒20，從而第一微粒20被流態(tài)化。然后，通過用泵41從噴嘴40噴射第二微粒懸浮液42產生懸浮液滴，從而通過使第一微粒20和第二微粒懸浮液滴碰撞將第一微粒20的表面用第二微粒涂覆。
圖2A至2C是更詳細地說明本發(fā)明的涂覆方法的示意圖。首先當使第一微粒流態(tài)化時，第一微粒20被放置在圓柱形容器10中，然后，使圓柱形容器10轉動以將重力G作用給第一微粒20。在這種情況下，產生比作用給第一微粒20的重力G大的離心力C。因此，第一微粒20被固定到圓柱形容器10的內壁上。
在圓柱形容器10的側壁11上設置有多個分別具有20μm左右的直徑的精細孔11a。下面如圖2B所示，如上所述，當使圓柱形容器10轉動時，氣體30通過位于圓柱形容器10的側壁11上的孔11a被吹入圓柱形容器10內，氣體30產生的上升力F被施加給第一微粒20。當由圓柱形容器10轉動而產生的離心力C和上升力F被平衡時，第一微粒20被流態(tài)化。這樣，通過產生離心力C和由于氣體30朝與離心力C平衡的方向作用的上升力F使第一微粒20流態(tài)化。吹入圓柱形容器10的氣體30通過圓柱形容器10的中心旋轉軸12從排放系統(tǒng)13排出。
其次，如圖2C所示，當第一微粒20被流態(tài)化時，通過從設置在旋轉軸12附近的噴嘴40吹出第二微粒的懸浮液產生第二微粒懸浮液滴50。
結果，流態(tài)化的第一微粒20和第二微粒的懸浮液滴50在圓柱形容器內相互碰撞，從而每個第一微粒20的表面被第二微粒涂覆。圖3A至圖3C是更加詳細地說明用第二微粒涂覆上述第一微粒表面的步驟的示意圖。如圖3A所示，當第二微粒51懸浮液滴50以預定速度撞向第一微粒20時，第一微粒20的部分表面變成用第二微粒51涂覆的涂覆區(qū)。通過將諸如包括在懸浮液中的水等介質分散，可使涂覆區(qū)21變?yōu)闈竦臓顟B(tài)，但是當在圓柱形容器10中流態(tài)化時，涂覆區(qū)21很快變干，從而每個第一微粒20的表面僅用第二微粒50涂覆。通過重復第一微粒20和第二微粒51的懸浮液滴50的碰撞，所有第一微粒20的表面被將成為涂覆區(qū)21的第二微粒51涂覆，如圖3C所示。
在根據本實施例的涂覆方法中，通過用離心流態(tài)化的方法使第一微粒20流態(tài)化來抑制第一微粒20的聚集。相反，當這些聚集被抑制的同時，第二微粒51變?yōu)閼腋∫旱?0。由此，這兩種聚集都被抑制的同時，第一微粒20和第二微粒51彼此碰撞，從而能夠將第二微粒51均勻地涂覆第一微粒20的每一表面。
在使上述第一微粒20流態(tài)化的步驟中，優(yōu)選使圓柱形容器10以100至500轉/分(rpm)的速度、尤其優(yōu)選以300rpm左右的速度轉動。此外，優(yōu)選用1至10kPa的壓強、或優(yōu)選以約4.5kPa的壓強將氣體穿過設置在圓柱形容器10的側壁11上的孔115吹入圓柱形容器10內部。因此，通過由于轉動的離心力和由于氣體30的吹動的上升力之間的平衡，能夠使第一微粒20充分流態(tài)化。如果使第一微粒20完全流態(tài)化，由于攪拌被完全完成，所以在抑制微粒聚集的同時，能夠均勻執(zhí)行涂覆。反之，如果流態(tài)化不是足夠的，由于微粒聚集發(fā)生，會導致非均勻涂覆。此外，如果微粒聚集，則第一微粒20和第二微粒51懸浮液滴50的碰撞速度降低，從而使第二微粒51的粘附度降低，或有時也會發(fā)生第二微粒51不粘附到第一微粒20的情況。
在涉及本實施例的涂覆微粒中，還優(yōu)選的是，在5至100nm的范圍選擇第二微粒的平均微粒直徑。根據本實施例，當用第二微粒涂覆第一微粒的表面時，第一微粒和第二微粒的聚集被抑制，從而通過進一步分解第二微粒地平均微粒直徑，增加第二微粒對第一微粒的附著力，進而第二微?？杀痪鶆虻赝扛苍诘谝晃⒘Ｉ?，在這種情況下，因為第一微粒和第二微粒的接觸面積增加，原子力變得更強，第二微粒對第一微粒的附著力能夠進一步提高。
此外，在將濾光器功能分配給諸如顏料微粒等的第二微粒的情況下，如果第二微粒的微粒直徑較大，因為由第二微粒所造成的光散射效應，要消耗更大量的第二微粒以獲得預定的光學特征。然而，如上所述，通過進一步分解第二微粒的平均微粒直徑可抑制光散射效應，且可以用較小的量獲得預定的光學特征。
這樣，熒光粉微粒表面(即由Y2O2S∶Eu構成的第一微粒)被用紅顏料微粒(即由Fe2O3構成的熒光粉微粒)涂覆。在所述例子中使用的由Y2O2S∶Eu構成的熒光粉微粒的平均微粒直徑為6.5μm，由Fe2O3構成的紅顏料微粒的平均微粒直徑為20nm。第二微粒懸浮液的懸浮液濃度被設定為17.7wt.％。
首先，2000克熒光粉微粒被裝在圖1的離心流態(tài)化裝置的圓柱形容器中，當圓柱形容器以295rpm的速度轉動的同時，以4.5kPa的壓強將作為流態(tài)化氣體的空氣吹進圓柱形容器使熒光粉微粒流態(tài)化。接著，當熒光粉微粒被流態(tài)化時，顏料微粒的懸浮液滴被噴入圓柱形容器。在這種情況下，噴射速度為0.36克/分鐘。由于所用的顏料微粒的懸浮液量取決于著色量，對于噴射量沒有限制。在所述實施例中，為了獲得預定的光學特征，總數為35克的懸浮液被噴射，且顏料微粒被設定為是熒光粉微粒的0.3wt.％左右。根據如上所述的將顏料微粒涂覆到熒光粉微粒表面的涂覆方法，通過將具有20nm的平均微粒直徑的顏料微粒涂覆在具有6.5μm的平均微粒直徑的熒光粉微粒表面上獲得樣品A。
相反，根據將顏料微粒涂覆到液相的熒光粉微粒表面的傳統(tǒng)涂覆方法，通過將具有大于100nm的平均微粒直徑的顏料微粒涂覆在具有6.5μm的平均微粒直徑的熒光粉微粒表面上獲得樣品B。為了獲得預定的光學特征，顏料微粒必須為熒光粉微粒的1至2wt.％左右，但顏料微粒僅為熒光粉微粒的0.3wt.％左右，從而不能獲得預定的光學特征。
圖4是涉及傳統(tǒng)方法的樣品B表面的電子顯微照片的示意圖。在熒光粉微粒上識別出Fe2O3顏料微粒的存在。
相反，圖5示出用與圖4相同的放大倍數所獲得的根據本發(fā)明的樣品A表面的掃描式電子顯微照片的示意圖。在圖5中，在熒光粉微粒表面上沒有識別出Fe2O3顏料微粒的存在。
圖6示出用比圖5中更大的放大倍數獲得的根據本發(fā)明的樣品A的表面的發(fā)射電子顯微照片的示意圖。在由指向用黑色陰影標明的熒光粉微粒的箭頭所表示的位置處識別出分別具有20至50nm的微粒直徑的Fe2O3顏料微粒的存在。
在傳統(tǒng)方法中，熒光粉微粒被不均勻地涂覆，但是應該認識到，本發(fā)明的涂覆方法能夠均勻地涂覆第一微粒。
接著，測量涉及本發(fā)明的樣品A的反射光譜。結果如圖7中的實線所示，其中縱坐標是反射率，橫坐標是波長。而且，在圖7中以虛線示出顏料微粒沒有涂覆在熒光粉微粒上的樣品C的反射光譜。另外，在圖7中以虛線示出顏料微粒沒有涂覆在熒光粉微粒表面上的樣品C的反射光譜。當將樣品A的反射光譜與樣品C的反射光譜進行比較時發(fā)現，反射率通常在整個波長范圍內減少，但是，在較短波長側的反射率的減少大于在較長波長側的反射率的減少。這一事實表明熒光粉微粒被用顏料微粒涂成紅色。
由上述可知，本發(fā)明的涂覆方法能用比第一微粒更精細的第二微粒均勻地涂覆第一微粒表面。另外，與傳統(tǒng)方法中的用水量相比，用水量較少，從而對環(huán)境的影響也很小。
而且，本發(fā)明的涂覆微粒由本發(fā)明的上述涂覆方法形成，第一微粒表面被涂覆有比第一微粒更精細的很難剝離的第二微粒。
作為關于本實施例的涂覆微粒，每個表面都用顏料微粒涂覆的熒光粉微粒能應用于CRT的熒光屏中的發(fā)光層。例如，在CRT中，電子槍被設置在包括一體形成的面板和錐體的玻璃顯像管體內部，還設置有顏色選擇機構，進而，面板內面的表面被配置成熒光屏。諸如碳等的光吸收材料的黑色薄膜圖案作為熒光屏被形成在面板內面上，在光吸收材料薄膜圖案之間，用于發(fā)射紅光的紅色熒光粉微粒層、用于發(fā)射綠光的綠色熒光粉微粒層、以及用于發(fā)射藍光的藍色熒光粉微粒層被形成在圖案中，其中的每層分別涂覆有紅色、綠色、藍色顏料微粒。
在如上述配置的CRT中，進行顏色選擇時，從電子槍中發(fā)射的電子束(陰極射線)穿過顏色選擇機構，并激發(fā)紅色熒光粉微粒層、綠色熒光粉微粒層、以及藍色熒光粉微粒層中相應的熒光粉微粒。由電子束激發(fā)的每個熒光粉微粒發(fā)射相應的紅色、綠色、以及藍色熒光，從而，彩色圖像可顯示在面板的外表面上。在這種情況下，顏料微粒被涂覆在每個熒光粉微粒的表面上，以抑制外部光的反射，從而使提高顯示圖像的對比度變得可能。
本發(fā)明并不限于上述實施例。例如，根據本實施例，采用離心流態(tài)化使第一微粒流態(tài)化，但也可采用其它流態(tài)化方法。而且，在上述實施方式和例子中，由Y2O2S∶Eu構成的熒光粉微粒作為第一微粒，由Fe2O3構成的紅顏料微粒作為第二微粒，但它們并不局限于此，本發(fā)明可應用于諸如用于激發(fā)其它電子束或UV射線的多種發(fā)光微粒，還可應用于不同于由Fe2O3構成的紅顏料微粒的顏料微粒。此外，本發(fā)明可應用于不同于熒光粉微粒和顏料微粒的作為第一微粒和第二微粒的微粒，并可有助于通過第二微粒改變第一微粒的表面性能。另外，可在本發(fā)明的范圍內進行變化。
權利要求
1.一種涂覆方法，包括使大致具有第一微粒直徑的第一微粒流態(tài)化的步驟；通過使第二微粒懸浮而提供懸浮液滴的步驟，所述第二微粒大致具有比所述第一微粒直徑更小的第二微粒直徑；以及通過使所述流態(tài)化第一微粒和所述第二微粒的所述懸浮液滴碰撞將所述第二微粒涂覆在每個所述第一微粒的表面上的步驟。
2.根據權利要求1所述的涂覆方法，其中所述第一微粒是熒光粉微粒，所述第二微粒是顏料微粒。
3.根據權利要求2所述的涂覆方法，其中所述第二微粒是紅顏料微粒、綠顏料微粒以及藍顏料微粒中的一種。
4.根據權利要求1所述的涂覆方法，其中所述第一微粒的平均微粒直徑是3至10μm，以及所述第二微粒的平均微粒直徑是5至500nm。
5.根據權利要求1所述的涂覆方法，其中所述第一微粒的平均微粒直徑是3至10μm，以及所述第二微粒的平均微粒直徑是5至100nm。
6.根據權利要求1所述的涂覆方法，其中在所述流態(tài)化步驟，通過將離心力和由氣體產生的用于與所述離心力平衡的上升力作用到所述第一微粒，以將所述第一微粒流態(tài)化。
7.根據權利要求6所述的涂覆方法，其中在所述流態(tài)化步驟中，當裝有所述第一微粒時，所述圓柱形容器轉動以將所述離心力作用到所述第一微粒，且氣體通過設置在所述圓柱形容器側壁上的孔吹進所述圓柱形容器內，以通過所述氣體將浮力作用到所述第一微粒上。
8.根據權利要求7所述的涂覆方法，其中在所述流態(tài)化步驟中，所述圓柱形容器以100轉/分至500轉/分的速度轉動，以1kPa至10kPa的壓強使所述氣體通過設置在所述圓柱形容器的所述側壁上的所述孔吹進所述圓柱形容器內。
9.施加到顯示器熒光屏的熒光粉微粒上的涂覆微粒，包括第一微粒；以及涂覆在所述第一微粒表面上的第二微粒，其中所述第一微粒的平均微粒直徑是3至10μm，以及所述第二微粒的平均微粒直徑是5至500nm。
10.根據權利要求9所述的涂覆微粒，其中所述第一微粒是熒光粉微粒，以及所述第二微粒是顏料微粒。
11.根據權利要求9所述的涂覆微粒，其中所述第二微粒是紅顏料微粒、綠顏料微粒和藍顏料微粒中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及被用作熒光粉微粒的用于顯示器熒光屏的涂覆微粒，以及這樣的微粒的涂覆方法。在本發(fā)明的涂覆方法中，使具有3至10μm的平均微粒直徑的第一微粒流態(tài)化，從噴嘴40等中生成通過使具有5至500nm的平均微粒直徑的第二微粒懸浮而獲得的懸浮液滴。接著，使被流態(tài)化的第一微粒和懸浮液滴相互碰撞，從而，第二微粒被涂覆在第一微粒表面上。由此，本發(fā)明能夠提供這樣的涂覆微粒，其中第一微粒的每個表面都均勻地涂覆有比第一微粒更微小的第二微粒。
文檔編號C09C3/00GK1470335SQ03142600
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月20日 優(yōu)先權日2002年6月20日
發(fā)明者五十嵐崇裕, 楠木常夫, 大野勝利, 利, 夫 申請人:索尼公司