专利名称：用于形成阴极射线管的涂膜的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将涂覆液体涂覆到阴极射线管的面板内表面上而形成涂膜的方法。
背景技术：
有必要将例如滤色镜(color filter)和磷膜(phosphor film)的涂膜形成于构成彩色阴极射线管的图像显示表面的面板的内表面上。为形成该涂膜，通常需要进行将涂覆液体喷射到面板的内表面并且通过使面板以低速旋转(绕其自身轴线)大致均匀地将涂覆液体喷洒到面板的内表面上的过程(涂覆液体施加过程)、通过使面板以高速旋转(绕其自身轴线)产生的离心力将过量的涂覆液体从面板上抖落的过程(抖落过程)以及使涂覆液体变干以形成涂膜的过程(干燥过程)。
关于该这些涂覆液体提供过程，JP11(1999)-3657 A披露了一种竖直地(即，使该面板的旋转轴线水平布置)保持面板的内表面(将被涂覆的表面)、提供涂覆液体同时将一喷嘴从第一位置移动到第二位置以排出涂覆液体、然后通过旋转面板来喷洒涂覆液体的方法。根据该方法，考虑到通过扩大初始涂覆面积，涂覆液体的涂覆厚度将变得均匀。
此外，JP 2000-182517 A披露了一种方法，它将涂覆液体基本上涂覆到面板的整个内表面(将被涂覆的表面)上，同时在将内表面定向于对角向下方向的情况下旋转内表面，然后在将面板的长边放置在水平方向的情况下在预定的时间段内暂停(中止)面板的旋转。根据这种方法，考虑到以下方面。通过暂停面板的旋转，过量的涂覆液体将向下流动，从而消除了涂层的不均匀性，此外，涂覆液体的气泡将会流逝，从而能够形成均匀的涂膜。
另外，JP 9(1997)-147746 A披露了一种方法，它将涂覆液体喷射到面板的内表面上，同时在使面板保持预定倾角的情况下旋转面板，之后停止喷射涂覆液体，在预定的时间段内暂停面板的旋转，然后通过高速旋转面板抖落其上过量的涂覆液体。根据这种方法，考虑到以下方面。涂覆液体流向面板内表面的下端，同时暂停面板的旋转，从而可形成无气泡、具有均匀厚度的涂膜。
然而，上述用于施加涂覆液体的传统方法具有以下问题。
根据JP 11(1999)-3657 A所提供的方法，位于面板内表面上的涂覆液体向下流动，然后碰撞面板的侧壁(裙部)而发生飞溅，由此重新粘接到面板的内表面上。这样，便发生了所谓的“液体飞溅”。另外，当提供了涂覆液体后，面板发生旋转，位于面板内表面下端的过量涂覆液体被向上扬起，并且由于重力的原因又向下流动。这样，便出现了所谓的“回流”现象。液体飞溅和回流现象将使得在将获得的涂膜中产生缺陷，并且导致涂膜的厚度不均匀。
根据JP 2000-182517 A和JP 9(1997)-147746 A，在将涂覆液体基本上涂覆到面板的整个表面上后暂停面板的旋转，这样，由于重力的作用在暂停过程中涂覆液体将向下流动，其结果是，在上端和下端之间将可能出现涂膜厚度不均的情况。
发明内容
本发明解决了现有技术中用于施加涂覆液体的方法所存在的上述问题，并且其目的在于提供一种用于形成具有均匀厚度的涂膜并同时减少由于液体飞溅和回流现象所造成的缺陷的方法。
本发明的用于形成阴极射线管的涂膜的方法包括以下过程，即在使阴极射线管的面板绕一旋转轴线旋转的同时喷射涂覆液体，以将其施加到将被涂覆的表面上，其中所述阴极射线管的面板具有基本上呈矩形的将被涂覆的表面，所述旋转轴线基本上穿过将被涂覆的表面的中点。假定将被涂覆的表面的向上指向的一侧为正向，则旋转轴线相对于水平方向形成的角度为倾角θ(-90°≤θ≤+90°)，当沿着旋转轴线看将被涂覆的表面时，与旋转轴线相交并平行于水平方向的轴线为第一轴线，与旋转轴线和第一轴线正交的轴线为第二轴线，当沿着旋转轴线看将被涂覆的表面时，在位于第一轴线的上侧并由第二轴线划分的两个区域中，位于将被涂覆的表面的旋转方向的上游侧的区域为第一区域，位于其下游侧的区域为第二区域，该倾角被设定在+10°至-40°的范围内，当涂覆液体的粘度小于5cp时将涂覆液体喷射到第一区域，当涂覆液体的粘度为5cp或更大时将涂覆液体喷射到第二区域。
图1为本发明的一实施例的透视图，示出了其中涂覆液体被喷射到面板的将被涂覆的表面上的状态；图2为本发明的一实施例的剖面图，示出了其中涂覆液体被喷射到面板的将被涂覆的表面上的状态；图3为本发明的一实施例中沿着面板的旋转轴线看到的将被涂覆的表面的正视图。
具体实施例方式
根据本发明，能够形成具有均匀厚度的涂膜，同时将减少由于液体飞溅和回流现象所导致的缺陷。
下面，将以特定实施例的方式对本发明进行详细说明。
图1为本发明的一实施例的透视图，示出了其中涂覆液体被喷射到面板的将被涂覆的表面上的状态(涂覆液体施加过程)。在图1中，附图标记10表示阴极射线管的面板，附图标记11表示面板10的内表面中将被涂覆的表面，附图标记12表示沿着面板10的四边形成的侧壁(裙部)。附图标记20表示朝着将被涂覆的表面11排放涂覆液体21的喷嘴。
附图标记30表示面板10的旋转轴线，附图标记31表示与旋转轴线30相交并平行于水平方向的第一轴线，附图标记32表示与旋转轴线30和第一轴线31正交的第二轴线。旋转轴线30基本上穿过大致呈矩形形状的将被涂覆的表面11的中点。在旋转轴线30和将被涂覆的表面11之间的交点处沿将被涂覆的表面11的任意方向的切线以直角与旋转轴线30相交。旋转轴线30和第二轴线32位于一个与竖直方向平行的平面内。附图标记33表示面板10的旋转方向。
根据本发明，在面板10绕旋转轴线30沿旋转方向33旋转(绕其自身轴线)的同时，涂覆液体21从喷嘴20喷射到将被涂覆的表面11上，由此涂覆液体21被施加到将被涂覆的表面11上。
图2为沿着一包含旋转轴线30并与竖直方向平行的平面剖开的剖面图，它示出了图1中所示的涂覆液体施加过程。如图2所示，定义了一倾角θ(-90°≤θ≤+90°)，该倾角为在一竖直平面内轴线30相对于水平轴线35所形成的角度。这里假定将被涂覆的表面11的向上指向的一侧为倾角θ的正向。
图3为沿着面板10的旋转轴线30看到的将被涂覆的表面11的正视图。如图3所示，当沿着旋转轴线30看将被涂覆的表面11时，位于第一轴线31上侧的区域被第二轴线32分成两个区域。在该两个区域中，位于将被涂覆的表面11的旋转方向33的上游侧的区域11a(位于左侧)被定义为第一区域，位于其下游游的区域(位于右侧)11b被定义为第二区域。另外，位于第一轴线31下侧的区域被第二轴线32分成两个区域。在该两个区域中，位于将被涂覆的表面11的旋转方向的上游侧的区域11c(位于右侧)被定义为第三区域，位于其下游侧的区域11d(位于左侧)被定义为第四区域。
根据本发明，喷涂液体21相对于将被涂覆的表面11的倾角θ和喷射位置(即从喷嘴20排放的涂覆液体21首先撞击到将被涂覆的表面11的位置)根据喷涂液体21的物理性质被最佳地设定。这一点将在下面进行说明。
首先，将对倾角θ进行说明。
在本发明中，倾角θ被设定在+10°至-40°的范围内。特别是，在大致与竖直方向平行地放置将被涂覆的表面11的同时施加涂覆液体21。这能够使得过量的涂覆液体21快速地从面板10上落下。另外，在面板10进行旋转的同时施加涂覆液体21。因此，即使涂覆液体21出现飞溅和回流现象，位于液体飞溅和回流边缘处的涂覆液体21发生流动，以纠正并消除这些现象。因此，可以形成具有均匀厚度的涂膜，并且很少出现由液体飞溅和回流所导致的膜缺陷。当倾角θ大于+10°时，难于将过量的涂覆液体21从面板10上充分去除，这样液体飞溅和回流的现象便有可能发生。当倾角θ小于-40°时，涂覆液体21由于重力的影响可能从将被涂覆的表面11滴落。因此，为了将涂覆液体21均匀地施加到整个将被涂覆的表面11上便需要很长时间。另外，所浪费的涂覆液体21的量也会增加。
优选的是，当涂覆液体21的表面张力小于50mN/m时，倾角θ为0°至-40°，当涂覆液体21的表面张力为50mN/m或更大时，倾角θ为+10°至-20°。
当涂覆液体21的表面张力小时，涂覆液体21易于扩散到将被涂覆的表面11的整个表面上。这样，通过使将被涂覆的表面11以略微向下的方向定位，则去除过量的涂覆液体21将变得容易。因此，可减少液体的飞溅，该飞溅现象是当过量的涂覆液体21由于重力的影响沿着将被涂覆的表面11向下流动然后撞击到位于下端处的侧壁并再次粘附于将被涂覆的表面11上而产生的。此外，由于过量的涂覆液体21从面板10上去除，因此回流现象也将减少。
另一方面，当涂覆液体21的表面张力大时，涂覆液体21不易于扩散到将被涂覆的表面11的整个表面上。因此，通过稍微地加大倾角θ，则涂覆液体21相对于将被涂覆的表面11的接触面积将增加。这必然可防止涂覆液体21从将被涂覆的表面11滴落，从而在短时间内使均匀的涂膜形成于将被涂覆的表面11上变得容易。
虽然没有对涂覆液体21的表面张力的下限和上限进行特别限制，但是30mN/m或更大以及80mN/m或更小均是优选的。当涂覆液体21的表面张力小于该下限值时，涂覆液体21的流痕将变得不均匀，这种不均匀的流痕有可能一直保持。当涂覆液体21的表面张力大于该上限值时，涂覆液体21相对于将被涂覆的表面11的润湿性将变小，从而难于将涂覆液体21均匀地涂覆到将被涂覆的表面11上。
接下来，将对涂覆液体21相对于将被涂覆的表面11的喷射位置进行说明。
根据本发明，当涂覆液体21的粘度小于5cp(厘泊)时，将涂覆液体21喷射到第一区域11a上，并且当涂覆液体21的粘度为5cp或更大时，将涂覆液体21喷射到第二区域11b上。
当涂覆液体21的粘度小于5cp、即当涂覆液21具有低粘度时，液体飞溅现象易于发生。在图3中，当低粘度的涂覆液体21被喷射到第一区域11a上时，过量的涂覆液体将滴落到位于第一区域11a下侧的裙部12上。滴落的涂覆液体在裙部12处发生飞溅，并再粘附到第四区域11d和第三区域11c上。再粘附到第四区域11d上的涂覆液体的“飞溅痕迹”通过在被喷射到第一区域11a上之后流到第四区域11d处的涂覆液体所冲掉而被去除。另外，再粘附到第四区域11c上的涂覆液体的“飞溅痕迹”通过面板10沿旋转方向33的旋转移动到第四区域11d处，并且此后通过从第一区域11a流动到第四区域11d处的涂覆液体冲掉而被去除。因此，不可能出现由液体飞溅所带来的缺陷。
相反，例如当低粘度的涂覆液体21被喷射到第二区域11b上时，过量的涂覆液体将滴落到位于第二区域11b下侧处的裙部12上。该滴落的涂覆液体在裙部12处发生飞溅并再粘附到第三区域11c和第四区域11d上。由于面板10沿旋转方向33旋转，因此再粘附到第三区域11c上的涂覆液体的“飞溅痕迹”运动到第四区域11d上，并且再粘附到第四区域11d上的涂覆液体的“飞溅痕迹”运动到第一区域11a上。然而，第四区域11d和第一区域11a相对于第二轴线32被置于与涂覆液体21的喷射位置相反的一侧。因此，由于涂覆液体的量在这些区域11d和11a处较小，因此飞溅痕迹不会被完全地冲掉而被消除。因此，由液体飞溅所导致的缺陷有可能发生。
另一方面，当涂覆液体21的粘度为5cp或更大时、即当涂覆液体21具有高粘度时，回流现象有可能发生。在图3中，当高粘度的涂覆液体21被喷射到第二区域11b上时，被施加的涂覆液体21由于重力的影响到达侧壁12处，同时随后通过面板10沿旋转方向33的旋转向着第三区域11c和第四区域11d运动并从面板10上滴落。这样，在相对于第二轴线32与涂覆液体21的喷射位置相对的一侧，通过面板10的旋转从第四区域11d向第一区域11a上扬的过量涂覆液体的量较少。这样，便可防止过量的涂覆液体21在随同面板10旋转的作用下被扬起从而又回流到将被涂覆的表面11上。这样便获得了具有均匀厚度的涂膜。
相反，例如当高粘度的涂覆液体21被喷射到第一区域11a上时，所施加的涂覆液体21由于重力的原因向着第四区域11d运动。接着，它的一部分经过侧壁12从面板10上滴落，同时它的其余部分在旋转面板10沿旋转方向33旋转的作用下上扬到第一区域11a处，从而向着第二区域11b运动。这样，被上扬的过量涂覆液体由于重力的原因向下运动，从而回流现象有可能发生。
虽然并没有特别限制涂覆液体21的粘度的下限和上限，但是优选的是，该粘度被设定在1cp至9cp的范围内。当涂覆液体21的粘度小于该下限值时，经常会发生飞溅现象。当涂覆液体21的粘度超过该上限值时，涂覆液体21的流动性将降低。因此，将变得难于均匀并薄薄地将涂覆液体21扩散到将被涂覆的表面11的整个表面上，其结果是，不易于获得具有均匀厚度的涂膜。
在本发明中，虽然在涂覆液体21的喷射过程中没有特别限制面板10的转速，但是优选的是，该转速在1至30rpm的范围内。当转速小于此范围时，难于在短时间内均匀并薄薄地将涂覆液体21扩散到将被涂覆的涂覆表面11的整个表面上，其结果是，不可能获得具有均匀厚度的涂膜。当转速大于上面的范围时，可能出现在离心力的作用下导致从面板10的旋转中心向外指向的径向涂覆的不均匀性以及在面板10的旋转过程中由出现在涂覆表面上的气流的影响而产生的旋转不均匀性，其结果是，不易于获得具有均匀厚度的涂膜。
在本发明中，没有对涂覆液体21的成分进行特别限制。涂覆液体21可以为用于在面板10的内表面上形成涂膜的溶液。这种溶液的例子包括用于形成黑条的抗蚀性液体、用于形成黑条的含有石墨或碳的悬浮液、用于形成滤色镜的滤色镜溶液以及用于形成磷膜的磷悬浮液。
没有特别限制用于喷射涂覆液体21的方法。关于喷嘴20，可根据涂覆液体的特性、例如发泡性适当地选择棒状喷嘴、扁平型喷嘴、全锥形(fullcone)喷嘴或者类似物。
在将涂覆液体21通过上面的方法施加到将被涂覆的表面11上之后，通过使面板10绕转轴30以高速旋转而使过量的涂覆液体21被抖落(抖落过程)。此时的转数例如在80至200rpm的范围内。当面板高速旋转同时倾角θ被设定在-40°至-90°的范围内时，过量的涂覆液体21可被容易地去除，由此易于获得具有均匀厚度的涂膜。
随后，涂覆液体将被干燥(干燥过程)。通过加热面板10或者将热气体或冷气体喷射到涂覆表面11上来完成该干燥过程。
在上述的实施例中，已经对面板10沿图3所示的顺时针方向旋转的情况进行了说明。本发明并未限制旋转方向，面板10可以沿逆时针方向进行旋转。在这种情况下，在图3中，在位于第一轴线31的上侧的两个区域中，相对于第二轴线32的右侧区域变成第一区域11a，位于左侧的区域变成第二区域11b，在位于第一轴线32下侧的两个区域中，相对于第二轴线32的左侧区域变成第四区域11c，位于右侧的区域变成第四区域11d。
实例例1
依次通过执行下面的过程在面板10的内表面(将被涂覆的表面11)上形成涂膜。
对角线尺寸为86cm的面板10的内表面的温度被调节到30℃，并且在将面板10以-10°的倾角θ和15rpm的转数进行旋转的同时采用内径为φ10mm的棒状喷嘴用7秒以上的时间施加9.8×10-3m3(980cc)的涂覆液体，由此将涂覆液体施加到面板10的整个内表面上(涂覆液体施加过程)。
然后，将倾角θ改变为-50°，同时转数保持为15rpm。将转数增加到170rpm并且使面板高速旋转20秒，由此过量的涂覆液体被去除，并且使位于面板10的内表面上的涂覆液体变得较薄(抖落过程)。
然后，在倾角θ改变为-10°并且转数减小到15rpm的情况下使面板10旋转，并且通过加热器使面板10的内表面温度上升到40°，并使干燥空气以10m/s的速度喷射到面板10的内表面上15秒。由此使涂覆液体变干(干燥过程)。
当沿着旋转轴线30看面板10的内表面时，面板10的旋转方向如图3中的旋转方向33那样被设定成顺时针方向。
作为如上所述的涂覆液体，可采用以下两种涂覆液体。
·SDC(重铬酸钠)重量百分比为0.3％·PVA(聚合度为2500的聚乙烯醇) 重量百分比为2％·表面活性剂 重量百分比为0.05％·水 其余部分[第二涂覆液体]·蓝色颜料(铝酸钴) 重量百分比为12％·PVA(聚合度为300的聚乙烯醇) 重量百分比为0.1％·表面活性剂 重量百分比为0.03％
·水其余部分第一涂覆液体的粘度为7.3cp，其表面张力为42mN/m。第二涂覆液体的粘度为2.3cp，其表面张力为38mN/m。此时，纯水的粘度为1.0cp，其表面张力为73mN/m。
此外，在涂覆液体的施加过程中，在以下两个喷射位置处喷射涂覆液体。如图3所示，当沿着面板10的转轴30看将被涂覆的表面11时，在第一区域11a内相对于第一轴线31设置于上侧10cm处并且相对于第二轴线32设置于左侧15cm处的位置被定义为“第一喷射位置”，并且在第二区域11b内相对于第一轴线31设置于上侧10cm处并且相对于第二轴线32设置于右侧15cm处的位置被定义为“第二喷射位置”。
涂覆液体和涂覆液体的喷射位置分别发生变化，并且在各自的条件下将涂膜形成于20块面板10上。根据下面的三个标准评估所形成的涂膜。
计算每一块面板由于液体飞溅所导致的缺陷的数目，并且获得20块面板的平均值。
计算具有从外观的观测中被确定为存在着由液体飞溅所导致的缺陷的涂膜的面板的数目。在缺陷程度(例如缺陷的尺寸)小的情况下，具有上述液体飞溅缺陷的面板将不会被确定为具有缺陷。
计算具有从外观的观测中被确定为存在着由过量涂覆液体的回流现象所导致的缺陷的涂膜的面板的数目。
表1示出了结果。
表1
如表1所示，当第一涂覆液体在第一喷射位置被喷射时，从侧壁到面板内表面的中心可看到过量的涂覆液体的回流痕迹，并且5块(25％)面板被确定为具有缺陷。在喷射位置改变到第二喷射位置的情况下，没有被确定为具有由回流现象所产生的缺陷的面板。就液体飞溅而言，在第一喷射位置和第二喷射位置之间没有发现明显的差别。
当第二喷涂液体在第二喷射位置被喷射时，平均每块面板上出现1.8个液体飞溅缺陷。另外，6块面板(33％)被确定为具有由液体飞溅所导致的缺陷。在喷射位置改变到第一喷射位置的情况下时，液体飞溅缺陷被降低为平均每块面板上出现0.3个，且没有面板被确定为具有由液体飞溅所导致的缺陷。就回流现象而言，在第一喷射位置和第二喷射位置之间没有发现明显的差别。
例2除了采用上述第二涂覆液体、喷射位置被设定为第一喷射位置以及涂覆液体施加过程中的角度θ被设定为+10°外，以与例1中相同的方式形成涂膜。以与例1中相同的方式评估所形成的涂膜。表2示出了结果。
表2
将表1与表2相比较，在倾角θ被设定成+10°的例2的情况下，被认为是在飞溅到面板内表面的侧壁处的过量涂覆液体再粘附到面板内表面上时所发生的液体飞溅缺陷在所有面板内表面上发现。另外，还有一块面板被确定为具有由过量涂覆液体的回流所造成的缺陷。
例3除了采用上述第二涂覆液体、喷射位置被设定为第一喷射位置以及在涂覆液体施加过程中面板的转数为45rpm外，以与例1相同的方式形成涂膜。
以与例1中相同的方式评估所形成的涂膜。表3示出了结果。
表3
将表1与表3相比较，在面板的转数被设定为45rpm的例3中，位于面板内表面的侧壁附近的涂覆液体不会从面板上滴落，并且当涂覆液体随同面板的旋转在面板内运动时出现的液体飞溅缺陷被确定为发生在整个面板内表面上。另外，虽然没有面板被确认为具有由回流现象所导致的缺陷，但是有两块面板被确定为具有由在离心力的作用由中心指向外周的径向涂覆的不均匀性和旋转的不均匀性所导致的缺陷，其中所述旋转的不均匀性由面板的旋转过程中在涂覆表面所产生的气流的影响而产生。
没有对本发明的应用领域进行特别限制，并且本发明可以被广泛地应用到在将被涂覆的表面上形成涂膜的过程中。
在不偏离本发明的精神或者实质特征的情况下，本发明还可通过其它方式实施。在本申请中所披露的实施例在各个方面均被认为是示例性的，而不是限制性的。本发明的范围通过所附的权利要求而不是通过前述描述来表示，并且落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化均被认为包含于其内。
权利要求
1.一种用于形成阴极射线管的涂膜的方法，它包括以下过程，即在使阴极射线管的面板绕一旋转轴线旋转的同时喷射涂覆液体，以将该涂覆液体施加到将被涂覆的表面上，所述阴极射线管的面板具有基本上呈矩形的将被涂覆的表面，所述旋转轴线基本上穿过该将被涂覆的表面的中点，其中，假定该将被涂覆的表面的向上指向的一侧为正向，旋转轴线相对于水平方向形成的角度为倾角θ(-90°≤θ≤+90°)，当沿着旋转轴线看该将被涂覆的表面时，与旋转轴线相交并平行于水平方向的轴线为第一轴线，与旋转轴线和第一轴线正交的轴线为第二轴线，当沿着旋转轴线看该将被涂覆的表面时，在位于第一轴线的上侧并且被第二轴线划分的两个区域中，位于该将被涂覆的表面的旋转方向的上游侧的区域为第一区域，且位于其下游侧的区域为第二区域，该倾角θ被设定在+10°至-40°的范围内，当涂覆液体的粘度小于5cp时将涂覆液体喷射到第一区域，当涂覆液体的粘度为5cp或更大时将涂覆液体喷射到第二区域。
2.如权利要求1所述的用于形成阴极射线管的涂膜的方法，其特征在于，当涂覆液体的表面张力小于50mN/m时将倾角θ设定在0°至-40°的范围内，当涂覆液体的表面张力为50mN/m或更大时将倾角θ设定在+10°至-20°的范围内。
3.如权利要求1所述的用于形成阴极射线管的涂膜的方法，其特征在于，在喷射涂覆液体的同时，将面板的转速设定在1至30rpm的范围内。
全文摘要
在旋转阴极射线管的面板(10)的同时喷射涂覆液体。此时，将旋转轴线相对于水平方向形成的角度(倾角)设定在 +10°至－40°的范围内。此外，当沿着旋转轴线(30)看将被涂覆的表面时，假定与旋转轴线(30)相交并且平行于水平方向的轴线为第一轴线，与旋转轴线(30)和第一轴线正交的轴线为第二轴线，在位于第一轴线的上侧并由第二轴线划分的两个区域中，位于将被涂覆的表面的旋转方向的上游侧的区域为第一区域，位于其下游侧的区域为第二区域，当涂覆液体的粘度小于5cp时将涂覆液体喷射到第一区域，当涂覆液体的粘度为5cp或更大时将涂覆液体喷射到第二区域。由此，在减少了由液体飞溅和回流现象所导致的缺陷的同时还可形成具有均匀厚度的涂膜。
文档编号H01J9/227GK1741228SQ200510097709
公开日2006年3月1日 申请日期2005年8月24日 优先权日2004年8月25日
发明者青木克之, 千草尚, 中尾哲久 申请人:松下东芝映象显示株式会社