專利名稱：陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個陰極射線管，更具體講，涉及一個具有抗靜電作用的陰極射線管。
因?yàn)殛帢O射線管外殼的前屏外表面具有較高的表面電阻，于是在該陰極射線管工作期間就蓄積著靜電荷，因此造成許多麻煩，例如，在外表面將附上灰塵，或者使人受到電擊。
為了消除這種麻煩問題，日本專利(公開號No.61-16452)公開了一種具有透明薄膜的陰極射線管，這種薄膜系由二氧化硅同諸如白金、鈀、錫和金之類金屬構(gòu)成的無機(jī)金屬化合物在陰極射線管前屏的外表面上形成的，但是，由于在該薄膜中的二氧化硅不導(dǎo)電，所以薄膜的表面電阻不能充分降低，故而得不到足夠的抗靜電效應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明人進(jìn)行的試驗(yàn)，無機(jī)金屬化合物在不吸濕的情況下，薄膜是不導(dǎo)電的。當(dāng)摻入諸如二氯化鈀(PdCl2)之類的吸濕的無機(jī)金屬化合物時，則呈現(xiàn)低導(dǎo)電性。但是，如果將這種化合物的含量增加到能獲得足夠的導(dǎo)電率時，則該薄膜的強(qiáng)度和光學(xué)特性將大為降低。
為了提高陰極射線管外殼的前屏外表面上形成的無反射薄膜的強(qiáng)度，日本專利(公開號No.61-45545)提出在這種薄膜中摻入諸如鈦、鋁、鎂、鈣、鋯、鈉和鉀之類金屬的氧化物或氫氧化物。但是，考慮到在這種氧化物或氫氧化物中有金屬原子出現(xiàn)，出現(xiàn)之處使諸如SiO2等形成薄膜材料的骨架結(jié)構(gòu)的Si-O-Si結(jié)合鍵被分裂成如

圖1所示，所以氧或氫氧即不能獲得吸濕性，因此所合成的薄膜即不能用作具有所要求的電導(dǎo)率的薄膜。
根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)成的一種陰極射線管，采用以SiO2或P2O5為主要成分和一種吸濕性金屬鹽所形成的一種玻璃膜，加在管子前屏的外表面上，即能獲得充足的抗靜電性能。
圖1表示陰極射線管所用的通常抗靜電玻璃膜的原子模型;其中符號O為氧原子，
為硅原子，
為金屬原子;
圖2表示按本發(fā)明實(shí)施例做成的一種抗靜電玻璃膜的原子模型，其中O為氧原子，
為硅原子，
為金屬原子，圖3為鋰鹽含量同薄膜強(qiáng)度和電阻之間的關(guān)系曲線圖，以及圖4為鈣鹽含量同薄膜強(qiáng)度和電阻之間的關(guān)系曲線圖。
按照圖2所示的本發(fā)明，系將一種吸濕性的金屬鹽封裝在玻璃膜的骨架結(jié)構(gòu)(Si-O-Si結(jié)合鍵)的空隙中，并且該金屬鹽吸收空氣中的濕氣，借此而降低該玻璃膜的電阻。
即使該種吸濕性金屬鹽不按上述方式充填該玻璃膜的電阻也能降低。但將吸濕性金屬鹽按上述方式充填比較好，因?yàn)檫@樣就可將它們穩(wěn)固在該玻璃膜中。為了如上述方式地充填該金屬鹽，則它的尺寸必須較小，如若金屬鹽的尺寸過大，則將導(dǎo)致玻璃骨架結(jié)構(gòu)破裂，于是薄膜的強(qiáng)度即會因此而降低。結(jié)果，金屬鹽就不能按照獲得足夠?qū)щ娐仕枰牧考舆M(jìn)去。
這種玻璃膜的厚度以0.05到1微米較好，如果它小于0.05微米，則該薄膜的電阻就不能穩(wěn)定，另一方面，如果它大于1微米，則難于均勻地形成該膜，致使一幅圖象的焦聚變模糊。
表1示出以取得薄膜電阻5×1010Ω/cm2的相應(yīng)金屬鹽含量時的薄膜強(qiáng)度的情況，薄膜的強(qiáng)度是利用一種擦磨器對相應(yīng)的膜進(jìn)行摩擦試驗(yàn)確定的，也即，用商標(biāo)為里昂(Lion)NO 50-30擦摩器對其加上200g/cm2的負(fù)載進(jìn)行摩擦。薄膜的強(qiáng)度即可被表示為重復(fù)地施加來回摩擦運(yùn)動而膜不致剝落的次數(shù)。從表1中可看出，隨著在金屬鹽中金屬元素的原子數(shù)目的減少而該薄膜的強(qiáng)度遞增。實(shí)際上的金屬鹽(強(qiáng)度為60及以上次數(shù))是那些含有具有原子數(shù)目比Ga(31)為小的金屬元素，雖然表1中示出的金屬鹽是無水的鹽類，但其中有些也可以是含水的鹽類。
表1
具有金屬元素的原子數(shù)為31或以下的吸濕性鹽類舉例如下LiCl，LiBr，LiI，LiNO3，BeF2，BeCl2，BeCl2·4H2O，BeBr2，NaI，NaI·2H2O，NaNO3，MgCl2，MgCl2·6H2O，MgBr2，MgBr2·6H2O，MgI2，MgI2·8H2O，Mg(NO3)2·6H2O，AlCl3，AlBr3，AlBr3·6H2O，AlI3，KF，KF·2H2O，KBr，CaCl2，CaCl2·H2O，CaCl2·2H2O，CaCl2·6H2O，CaBr2，CaBr2·6H2O，CaI2，CaI2·6H2O，Ca(NO3)2，Ca(NO3)2·4H2O，ScCl3，ScBr3，Sc(NO3)3，TiCl3，TiBr4，Ti(SO4)2，VF4，VCl2，VCl3，VBr3，CrCl2，CrCl3，CrI2，MnCl2，MnCl2·4H2O，MnBr2，MnI2，MnI2·4H2O，F(xiàn)eCl2，F(xiàn)eCl2·4H2O，F(xiàn)eCl3·6H2O，F(xiàn)eBr2·6H2O，F(xiàn)eBr3，F(xiàn)eI2，F(xiàn)eI2·4H2O，F(xiàn)e(NO3)3·9H2O，F(xiàn)e2(SO4)3·9H2O，CoCl2，CoBr2，CoBr2·6H2O，CoI2，CoI2·2H2O，CoI2·6H2O，Co(NO3)2·6H2O，NiSO4，CuCl2，CuCl2·2H2O，CuBr2，Cu(NO3)2·3H2O，Cu(NO3)2·6H2O，ZnCl2，ZnBr2，GaCl3，GaBr3，Ga(NO3)3·xH2O，Ga2(SO4)3，以及Ga2(SO4)3·18H2O。
由于某些未知的原因，在一種鹽中各金屬元素的原子數(shù)目減少時，薄膜的電阻進(jìn)一步降低，于是以少量這種具有少原子數(shù)目的金屬鹽就能提供抗靜電效應(yīng)。一般來說，當(dāng)一種金屬鹽的含量超過一定值(相對于該玻璃膜總重的10%)時，薄膜的強(qiáng)度就急劇地下降。當(dāng)欲獲得膜電阻為5×1010Ω/cm2時，若此時金屬鹽具有的原子數(shù)目為31或以下，則金屬鹽的含量達(dá)到10%重量即足夠。如果采用的金屬鹽具有的原子數(shù)目比31大，則需10%或更多的含量，這時將引起薄膜強(qiáng)度降低。
這里構(gòu)成玻璃膜的骨架結(jié)構(gòu)的材料是用SiO2、P2O5或其混合物。這些物質(zhì)以形成一種乙醇化物的形式較好。為了提高薄膜強(qiáng)度，可將硼、鋯、鈦、鐵、鋁、礬或同類物包含進(jìn)去。
按照本發(fā)明可用下述方法取得該薄膜，即將上述吸濕性金屬鹽之一溶解在骨架組分的乙醇化物中，并利用噴濺法、旋壓法、浸漬法或類同方法將該合成溶劑噴涂在陰極射線管上。
圖3表示當(dāng)采用展示出最大抗靜電效應(yīng)的LiNO3時，相對于諸如SiO2元素的骨架組分(主要成分)的金屬鹽含量同對應(yīng)薄膜的強(qiáng)度和電阻之間的關(guān)系。當(dāng)用LiCl時具有同一曲線關(guān)系。
從圖3可明顯看到，當(dāng)考慮薄膜強(qiáng)度時，含量以10%重量或以下是比較好的;當(dāng)考慮薄膜電阻時，以0.001%重量以上較佳。圖4表示采用Ga(NO3)3時的情況，在這種情況下，當(dāng)考慮強(qiáng)度時，以添加量為10%重量或以下較好，當(dāng)考慮膜的電阻時，以5%重量或以上較好。當(dāng)采用GaCl3或Ga(SO4)3可獲同一曲線關(guān)系。
根據(jù)一種金屬鹽溶于水和酒精(為制備一種涂層溶液的溶劑)的溶解度、分子重量和金屬鹽的吸濕性，可取得不同的較佳范圍。
當(dāng)玻璃薄膜是由含吸濕性金屬鹽和聚硅氧烷或醇硅(alcoholate of si)的溶液形成時，吸濕金屬鹽在玻璃膜中的含量變成該溶液的1/10，這是因?yàn)榭紤]到，在形成膜(為SiO2的產(chǎn)物)的期間，由于溶液的蒸發(fā)或脫水凝結(jié)反應(yīng)，使膜的容積減小，并因此而造成吸濕性金屬鹽從膜上分離，所以，為了形成含有相對于重要成分為0.001到10%重量的吸濕性金屬鹽的玻璃膜，必須在玻璃溶液中含有的吸濕性金屬鹽相對于由聚硅氧烷或醇硅中以化學(xué)當(dāng)量產(chǎn)生的SiO2來說為0.01到100%重量。
按照本發(fā)明，改進(jìn)了薄膜貼附在陰極射線管上的粘附強(qiáng)度，雖然對其理由不很清楚，但可假定是因?yàn)橛薪饘冫}充填在骨架分量的空隙中故能形成密實(shí)的膜。
例1用下述復(fù)合物制備一種涂層溶液，硅酸乙酯……5%重量硝酸……3%重量水……2%重量硝酸鋰……0.5%重量異丙醇……平衡將此種溶液用一種旋壓法涂敷在彩色圖象管的屏面上，然后在115℃烘烤10分鐘而形成具有平均厚度為0.1微米的一層抗靜電膜。金屬鹽(硝酸鋰)含量相對于該薄膜總重量的3.03%。該薄膜在20℃和40%相對濕度下的電阻為5×108Ω/cm2。
提供一個可比較之例是，一種不含硝酸鋰的膜;以及一種含有0.01%重量(相對于膜的總重)的SnCl4的膜，它是利用日本專利公告號No.61-16452公開的一種穩(wěn)定的二氧化硅溶解的鋰溶液代替硝酸鋰，形成的膜與例1中的厚度相同。上述薄膜的電阻分別為5×1011和2×1011Ω/cm2。
在上述的摩擦試驗(yàn)中，按照本發(fā)明的陰極射線管上的薄膜強(qiáng)度為耐受擦摩器擦100次或以上，并且抗摩力也騰于上述比較例的膜，比較例中膜的強(qiáng)度為耐受擦摩器80次摩擦。
例2除了用硝酸鈉代替硝酸鋰以外，其余形成膜的方法都與例1者相同。雖然膜的電阻為9×109Ω/cm2，但抗靜電效應(yīng)足能滿足實(shí)際應(yīng)用。
例3采用的溶液含有例1中相同的組分，是利用噴濺法涂敷在彩色圖象管的屏面上，然后在150℃烘烤該溶液30分鐘而形成膜。該膜的電阻為1×109Ω/cm2。在這種情況下，該膜顯示了防止閃爍效應(yīng)。當(dāng)采用形成上述這些比較例中的膜時則每種膜也能獲得防閃爍效應(yīng)。但是，其電阻則分別為1012Ω/cm2或以上，及1×1011Ω/cm2。由此可明確見到本發(fā)明的抗靜電的顯著效果。
權(quán)利要求
1.一個陰極射線管包括一個具有前屏的包殼；以及一層玻璃膜，形成在所述前屏上，其特征為，所述玻璃膜含有的主要成分為SiO2或P2O5，并且還有一種吸濕性金屬鹽。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種陰極射線管，其特征為，所述的吸濕性金屬鹽是具有原子數(shù)目為31或以下的金屬元素的鹽。
3.按照權(quán)利要求1所述的一個陰極射線管，其特征為，在所述玻璃膜中的所述吸濕性金屬鹽的含量為相對于所述主要成分重量的0.001到10%。
4.一種玻璃溶液，用于制作陰極射線管上的抗靜電膜，包括有聚硅氧烷或硅醇，其特征為，所述的組分包含一種吸濕性金屬鹽，它的含量為相對于由所述聚硅氧烷或硅醇中化學(xué)當(dāng)量產(chǎn)生的SiO2重量的0.01到100%。
全文摘要
本發(fā)明為陰極射線管提供一種足夠的抗靜電性質(zhì)，它系由含有SiO
文檔編號H01J29/86GK1030328SQ88102520
公開日1989年1月11日 申請日期1988年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1987年4月28日
發(fā)明者伊藤武夫, 松田秀三, 吉迫守, 八木修 申請人:株式會社東芝, 多摩化學(xué)工業(yè)株式會社