专利名称：用于形成传导性薄膜的组合物、其制备方法及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于形成传导性薄膜的组合物，更具体地说，本发明涉及一种待涂敷在阴极射线管(CRT)嵌板(panel)的外表面上以形成传导性薄膜的组合物，这种组合物能改善元件间的粘合性能和和这些元件的分散性能(dispersingpropery)，本发明还涉及这种组合物的制造方法，以及一种使用由该组合物形成的传导性薄膜的阴极射线管，因此提高了对比特性(contrast characteristic)和薄膜性质如薄膜硬度或化学/机械薄膜稳定性。
影像(image)是通过从电子枪中射出的电子束在阴极射线管上形成的，它可以根据打击位置(landing position)通过偏转磁线圈(deflection yoke)选择性地偏转，并射(land)在嵌板内表面上所形成的磷层(phosphor layer)上，因此激活磷使其发光。
具有预定曲率的弯曲嵌板(curved panel)典型地用作阴极射线管的嵌板。尽管弯曲嵌板由于严重的眩光(glare)和在其边缘部分会有图像失真而不利于获得高质量影像，但是由于平嵌板(flat panel)在制造上的技术困难，因此阴极射线管仍主要使用弯曲嵌板。
然而，由于近来制造平嵌板技术的发展，现有的弯曲嵌板正被曲率接近无限大的平嵌板所取代。
曲率大的嵌板，即几乎是平的嵌板，可以通过消除由于外部光反射产生的眩光形成清晰的影像，减少眼睛疲劳，消除影像失真。
作为平嵌板的例子，如
图1所示建议其内表面和外表面都是完全平的嵌板。在阴极射线管中使用这样的平嵌板，在嵌板的中央部分形成的影像向内收缩。
为了解决这个问题，如图2所示，提出了一种外表面完全平、内表面具有预定曲率的平嵌板。
但是，就这种平嵌板来看，由于嵌板的中央部分和边缘部分不同的透光度而很难获得一个均匀的影像，这是因为中央部分和边缘部分有不同的厚度。同样，以平嵌板形式使用透光度仅有约40～50％的常规深色调嵌板(general dark tintpanel)或半深的嵌板(semi-tint panel)时，嵌板的中央部分和边缘部分透光度的差别变得更大。
因此，本发明就是用于形成一种具有优良对比特性和改良的薄膜性质的传导性薄膜，以解决上述提到的问题。
为了解决上边的问题，本发明的一个目的是提供一种组合物，它具有改善元件间的粘合性能和元件的分散性能，来形成一种传导性薄膜以涂敷在阴极射线管的嵌板外表面上。
本发明的另一个目的是提供一种用于形成传导性薄膜的组合物的制备方法。
本发明的再一个目的是提供一种阴极射线管，其由于使用由这种组合物形成的传导性薄膜而具有优良对比特性和优良的薄膜性质。
因此，为达到第一个目的，提供了一种用于形成传导性薄膜的组合物以涂敷在阴极射线管嵌板的外表面上，这种组合物包括传导性炭黑粒子(conductive blackpigment particles)、用于调节不同波长下光的透光度的颜料粒子、一种传导性聚合物，以及至少一种选自硅醇化物(siliconalkoxide)和其低聚物的硅石(silica)，其中传导性炭黑粒子和用于调节不同波长下光的透光度的颜料粒子粘合在一种有机—无机复合溶胶的网状结构(network of an organic-inorganic composite sol)上，同时均匀地分散在该网状结构中。
为达到第二个目的，提供一种制备用于形成传导性薄膜的组合物的方法，其中传导性薄膜将被涂敷在阴极射线管嵌板的外表面上，这种方法包括步骤(a)将传导性炭黑粒子、至少一种选自硅醇化物和其低聚物的硅石、以及一种传导性聚合物分散在有机溶剂混合物中，以制备一种有机—无机复合溶胶，(b)将用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子、一种分散剂和一种传导性聚合物分散在一种有机溶剂混合物中，以制备一种颜料组合物，和(c)将有机—无机复合溶胶和该颜料组合物混合，对该混合物进行超声波分散。
为达到第三个目的，提供了一种包括一个嵌板和一个传导性薄膜的阴极射线管，该传导性薄膜是使用本发明这种组合物在此嵌板的外表面上形成的。
图1所示一个平嵌板样例的剖视图；图2所示一个平嵌板另一个样例的剖视图。
首先，在本发明的组合物中，传导性炭黑粒子选自碳黑和钛黑，其平均粒径优选5～300nm。更优选使用碳黑。
用于调节不同波长光的透光度的颜料粒子可以是本领域中常用的有机或无机颜料，优选在400～700nm的范围内具有优良透光度的有机或无机颜料，以校正炭黑的色差(color difference)，并且其平均粒径优选5～300nm。
用于调节不同波长下光的透光度的颜料粒子优选选自具有至少一个金属取代基的酞菁颜料(金属基酞菁染料)和紫罗兰颜料(violescent pigment)中的至少一种，其中金属取代基例如铜、铁、锰、钴或镍。但是它们不被限制在这个范围内，在本领域中使用的任何颜料都可以使用。
具有π型共振结构和传导性的聚合物能被用作传导性聚合物。传导性聚合物的例子包括聚吡咯、聚乙炔、聚呋喃、聚对亚苯(polyparaphenylene)、polyserenophene、聚噻吩、聚苯胺和其中含有侧链取代基或官能掺杂物的衍生物。
本发明的组合物还可以进一步包括传导性金属粒子，如银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铜(Cu)、镍(Ni)、钯(Pd)、钴(Co)、铑(Rh)、钌(Ru)或锡(Sn)，和/或金属氧化物颗粒，如氧化亚锡、氧化铟、氧化铟锡(ITO)，氧化锑、氧化锌锑和氧化锡锑，这些物质优选地平均粒径为5～300nm。
在本发明的组合物中，还可以包括至少一种选自金属醇化物、硅醇化物低聚物和硅烷偶合剂的粘合剂。
在本发明的组合物中，优选使用通式(SiO)n(OR)4-2n(其中n是从0.5-1.5中选择的整数，R是C1-C4烷基)所代表的化合物作为硅醇化物低聚物。此处优选单体含量不多于1wt％。
本发明的形成传导性层的组合物被用于在阴极射线管嵌板外表面上形成传导性薄膜，尤其是在中央部分和其边缘部分之间有不同透光度的平嵌板上。
依照本发明制备组合物的方法，优选地步骤(a)是这样实现的将传导性炭黑粒子、用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子、选自硅醇化物和其低聚物的至少一种硅石、和一种传导性聚合物溶解在有机溶剂混合物中，然后将生成物进行熟化。这种熟化过程可以使有机—无机复合溶胶容易地在短时间内制备。这种熟化过程是在50-60℃下进行2-4小时。
进一步地，在步骤(a)中，选自金属或金属氧化物的传导性粒子，和/或至少一种选自金属醇化物、硅醇化物低聚物的粘结剂和硅烷偶合剂，可以进一步添加其中。此处金属、金属氧化物和硅醇化物低聚物与上边提到的相同。
在步骤(b)中，颜料组合物可以经过机械分散和/或超声波分散。
在步骤(b)中的分散剂是为了提高用于调节在不同波长下光透光度的颜料粒子的分散性质。优选的分散剂是含砜基的化合物。
在步骤(a)和(b)中，可以使用上述的传导性聚合物，有机溶剂混合物至少选自下列一种物质水，醇，如甲醇、乙醇或异丙醇，二甲基甲酰胺和methylcellulove。
或者，本发明的形成传导性薄膜的组合物可以通过下述方法制备将传导性炭黑粒子、用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子、选自硅醇化物和其低聚物中的至少一种硅石和传导性聚合物，分散在有机溶剂混合物中，然后用超声波分散所得物。
本发明的传导性薄膜的组合物也可以通过下述方法制备将用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子和一种分散剂与在按照步骤(a)获得的有机—无机复合溶胶混合，然后用超声波分散。
本发明的反应机理为，首先，金属醇化物被水解后通过缩合交联形成网状结构。然后，传导性炭黑粒子和用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子部分地粘结在网状结构上，同时被均匀地分散在其中。
这样，本发明的组合物的特征在于，传导性炭黑粒子和用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子不仅仅是简单地分散在含二氧化硅的有机溶剂混合物中，而是部分地粘结在有机—无机复合溶胶的网状结构上，同时被均匀地分散在其中。
用本发明中组合物制成的传导性薄膜在如温度或湿度条件变化时是稳定的。
而且，用本发明中组合物制成的传导性薄膜是一种传导性有机—无机混合物二氧化硅层，具有优良的传导性和对比特性，薄膜硬度也好。
用本发明中组合物制成的传导性薄膜也提供了一种高质量的阴极射线管壳体颜色，这是因为传导性薄膜包括了用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子，其可以校正炭黑以及传导性炭黑粒子的色差。
现在，本发明将参照例证实施方案作更详细的描述。
首先，将传导性炭黑粒子、选自硅醇化物和其低聚物的至少一种硅石、和一种传导性聚合物，分散在一种有机溶剂混合物中。然后，生成物在50-60℃下熟化2-4小时，从而制备一种有传导性的有机—无机复合溶胶。
在制备有机—无机复合溶胶中，在本领域中常用的传导性粒子，如金属或金属氧化物粒子，和/或至少一种选自金属醇化物、硅醇化物低聚物的粘结剂和硅烷偶合剂可以被进一步添加。
随后，用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子和一种分散剂被顺次分散在一种含有一种传导性聚合物的有机溶剂混合物中，然后进行超声波分散处理，因此制备一种具有优良分散和除敷性质的颜料组合物。
下一步，将有机—无机复合溶胶和颜料组合物混合。然后，将混合物进行超声波分散处理，因此制成一种用以形成传导性薄膜的组合物。
在上述方法中，传导性炭黑粒子和用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子必须具有平均粒径5～300nm。如果平均粒径不在这个范围内，在传导性薄膜上产生白色浑浊，这会不希望地降低图形分辨率。
最后，通过常规方法，将这样制成可形成传导性薄膜的组合物涂敷在一个在其中央部分和其边缘部分之间有不同透光度的平嵌板的外表面上，常规方法例如有转敷、喷涂或浸泡、经干燥和加热形成传导性薄膜。
用本发明的这种组合物制成的传导性薄膜是透明的，在薄膜性质、传导性、抗静电性质、对比性质和图形分辨率方面是优良的。进一步地，用本发明的这种组合物制成的传导性薄膜对使用它的阴极射线管提供了高质量壳体颜色。
因此，在使用了用本发明的这种组合物制成的传导性薄膜的情况下，不必要进一步加保护层和抗静电层以提高传导性薄膜的稳定性。因此简化了制作过程，制造成本也降低了。
本发明中的传导性薄膜适用在大的平嵌板阴极射线管上，特别适合屏幕超过19英寸的平嵌板阴极射线管。
现在，本发明将根据参照例证实施方案作更详细的描述，但是不局限于此。实施例1将25克原硅酸四乙酯(TEOS)和10克碳黑加入到溶剂混合物中，溶剂是将5克聚苯胺溶在100克乙醇和50克水中制得的，搅拌30分钟，然后在约60℃的恒温水浴中熟化约4小时制成有机—无机复合溶胶。
随后，将1克酞菁蓝溶解在含有5克聚苯胺和85克乙醇的溶液中，再将生成物用300克0.3mm的玻璃珠球磨24小时制备酞菁蓝分散溶液。
将由此得到的有机—无机复合溶胶和酞菁蓝分散溶液与溶剂混合物混合，溶剂混合物由20克甲醇、10克丁醇和40克乙醇组成。然后，将生成物用超声波分散，由此获得一种用于形成传导性薄膜的组合物。
将由此获得的用于形成传导性薄膜的组合物转涂在一个29英寸的平嵌板阴极射线管的外表面上，其中央部分有83％的透光度，其边缘部分有76％的透光度，然后在200℃下加热30分钟以形成传导性薄膜。
测量薄膜的状态、薄膜的硬度、壳体颜色和有传导性薄膜的阴极射线管壳体颜色的评定，如表1所示。实施例2除用5克钛黑(TiO)代替碳黑以外，用作形成传导性薄膜的组合物用如实施例1所述相同的方式获得，传导性薄膜用这种组合物形成。测量薄膜的状态、薄膜的硬度、壳体颜色和有传导性薄膜的阴极射线管壳体颜色的评定，如表1所示。对比实施例1如实施例1所述，将碳黑与酞菁蓝分散溶液混合，然后将混合物用超声波分散，制造这种组合物以形成传导性薄膜。用上面获得的组合物制成传导性薄膜。测量薄膜的状态、薄膜的硬度、壳体颜色和有传导性薄膜的阴极射线管壳体颜色的评定，如表1所示。对比实施例2除用Ag代替碳黑以外，用作形成传导性薄膜的组合物用如实施例1所述相同的方式获得，传导性薄膜用这种组合物形成。测量薄膜的状态、薄膜的硬度、壳体颜色和有传导性薄膜的阴极射线管壳体颜色的评定，如表1所示。
(壳体颜色的评定是指裸眼分类成“非常好”、“好”、“差”和“非常差”几种状态，分别用◎、○、△和×代表)。
从表1中可以理解到，实施例1和2中获得的传导性薄膜是透明和硬的，显示出高质量的壳体颜色，但是从对比实施例1和2中获得的传导性薄膜由于白色浑浊物而产生了浑浊，还有薄膜硬度差和不希望出现的壳体颜色。
本发明用于形成传导性薄膜的组合物中，传导性炭黑粒子结合在有机—无机复合溶胶的网状结构上，同时被均匀地分散在网状结构上。这样，用本发明中组合物制备的传导性薄膜甚至在如温度或湿度条件变化时仍是稳定的。进一步地，使用了本发明中传导性组合物形成的传导性薄膜的阴极射线管的对比特性、图形分辨率和薄膜性质是优良的，有改善了的壳体颜色和好的图像。
权利要求
1.一种用于形成传导性薄膜的组合物，它将被涂敷在阴极射线管的嵌板的外表面上，这种组合物包括传导性炭黑粒子、用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子、一种传导性聚合物和至少一种选自硅醇化物和其低聚物的硅石，其中传导性炭黑粒子和用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子粘结在有机—无机复合溶胶形成的网状结构上，同时被均匀地分散在网状结构中。
2.根据权利要求1的组合物，其中传导性炭黑粒子是选自碳黑和钛黑的至少一种，其平均粒径是5～300nm。
3.根据权利要求1的组合物，其中用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子是至少一种选自有机或无机颜料的物质，在400～700nm的波长范围内具有最大透光度，平均粒径为5～300nm。
4.根据权利要求1的组合物，其中传导性聚合物是至少一种选自聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔、聚呋喃、聚对亚苯、polyserenophene和它们的衍生物的物质。
5.根据权利要求1的组合物，进一步包括至少一种选自硅烷偶合剂、金属醇化物和硅醇化物低聚物的粘结剂。
6.根据权利要求1或5的组合物，进一步包括选自金属和金属氧化物的传导性粒子。
7.根据权利要求1的组合物，其中嵌板是在中央部分和其边缘部分间有不同透光度的平嵌板。
8.一种制备待涂敷在阴极射线管嵌板的外表面、用于形成传导性薄膜的组合物的方法，这种方法包括步骤(a)把传导性炭黑粒子、选自硅醇化物和其低聚物的至少一种硅石和一种传导性聚合物分散在一种有机溶剂混合物中，以制备一种有机—无机复合溶胶；(b)把用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子、一种分散剂和一种传导性聚合物分散在一种有机溶剂混合物中，以制备一种颜料组合物；和(c)把有机—无机复合溶胶和颜料组合物混合，用超声波将混合物分散。
9.根据权利要求8的方法，其中传导性炭黑粒子是至少一种选自碳黑和钛黑的物质，其平均粒径是5～300nm。
10.根据权利要求8的方法，其中用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子是至少一种选自有机或无机颜料的物质，在400～700nm的波长范围内具有最大透光度，平均粒径是5～300nm。
11.根据权利要求8的方法，其中传导性聚合物是至少一种选自聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔、聚呋喃、聚对亚苯、polyserenophene和它们的衍生物的物质。
12.根据权利要求8的方法，其中将至少一种选自硅烷偶合剂、金属醇化物和硅醇化物低聚物的粘结剂被进一步添加在步骤(a)中。
13.根据权利要求8或12的方法，其中选自金属或金属氧化物的传导性粒子被进一步添加到步骤(a)中。
14.根据权利要求8的方法，其中步骤(a)是通过以下完成的将传导性炭黑粒子、用于调节不同波长下光透光度的颜料粒子、从硅醇化物和其低聚物中选择的至少一种硅石和一种传导性聚合物溶解在一种有机溶剂混合物中，然后将所得物进行熟化，以制备一种有机—无机复合溶胶。
15.根据权利要求8的方法，其中嵌板是在中央部分和其边缘部分间有不同透光度的平嵌板。
16.一个阴极射线管，包括一个嵌板；和使用权利要求1-7中任一组合物在嵌板外表面上形成的传导性薄膜。
17.根据权利要求16的阴极射线管，嵌板是在中央部分和其边缘部分间有不同透光度的平嵌板。
全文摘要
本发明公开了一种用于形成传导性薄膜的组合物、其制备方法和一种使用由这种组合物制成的传导性薄膜的阴极射线管(CRT)。其中,传导性炭黑粒子结合在有机—无机复合溶胶的网状结构上,并均匀分散。用本发明的组合物制备的薄膜稳定,所得的阴极射线管性质优良,并具有改良的壳体颜色和好的图像。
文档编号H05F1/00GK1263911SQ0010321
公开日2000年8月23日 申请日期2000年1月13日 优先权日1999年1月13日
发明者李知爱, 朴钟焕, 沈勉基, 张东植 申请人:三星Sdi株式会社