СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ЭКРАНА Российский патент 1994 года по МПК H01J9/227 

Изобретение относится к способу металлизации люминесцентного экрана, а более конкретно, оно относится к усовершенствованию способа осаждения органического покрытия, устраняемого при нагревании, наносимого на люминофорный слой люминесцентного экрана перед металлизацией. Такой тип экрана применяется, в основном, в цветных телевизионных трубках или аналогичных устройствах.

Цель изобретения - увеличение яркости свечения экрана за счет повышения зеркальности алюминиевого покрытия и упрощение производства.

Способ металлизации люминесцентного экрана включает следующие этапы: нанесение на внутреннюю поверхность экрана по крайне мере одного покрытия люминофорного типа со связующим веществом; нанесение подслоя вначале при температуре окружающей среды из водной эмульсии нерастворимой в воде акриловой пленкообразующей смолы с температурой пленкообразования ниже 45^оС; сушка подслоя путем нагрева экрана до температуры, превышающей минимальную температуру формирования второй пленки непрерывной, тонкой, прочной, отражающей и гидрофобной; нанесение окончательного слоя при температуре экрана, эквивалентной или большей температуры пленкообразования; сушка окончательного слоя с образованием второй пленки; нанесение на окончательный слой металлического покрытия и возгонка связующих люминофорного покрытия, окончательного слоя.

Предпочтительно, чтобы смола, формирующая пленку, была акриловой. С другой стороны, могут быть использованы различные типы эмульсий, в частности эмульсия на основе кислот, нейтрализованных до рН, больше или равного 7,0, смесь эмульсии на основе кислоты и на основе щелочи или эмульсии на основе щелочи, подкисленной до рН в диапазоне 5,0 - 8,0. Однако, какими бы ни были применяемые эмульсии, конечный раствор гомогенизируется для предотвращения частичной гелификации.

С другой стороны, эмульсию на основе кислоты нейтрализуют щелочными соединениями, такими как гидроксид аммония (NH₄OH), а эмульсию на основе щелочи нейтрализуют кислым соединением, таким как ацетиловая кислота, причем это делается с целью снижения температуры формирования пленки смолы.

Таким образом, используя эмульсию, имеющую специфические характеристики, стало возможным использовать одну и ту же эмульсию для реализации подслоя и окончательного слоя, и все это без получения разрывов или трещин металлической пленки в процессе окончательного обжига, необходимого для улетучивания связующего из подслоя и конечного слоя.

В способе изготовления катодной трубки, в частности цветной телевизионной трубки, реализуется специальная конструкция люминесцентного экрана перед приваркой этого экрана к расшиpяющейся части колбы трубки. Для реализации этой конструкции стеклянную подложку, формирующую опору, устанавливают на соответствующем опорном устройстве и на эту поверхность наносят пульпу соответствующего люминофорного материала. Пульпа состоит из люминофора, соответствующего связующего, такого как поливиниловый спирт, и соответствующего фотосенсибилизатора, такого как дихромат аммония или подобного ему вещества. Пульпу распределяют по всей поверхности подложки путем ее наклона и вращения. Затем пульпу подсушивают. Полученный таким образом слой затем подвергают соответствующему световому облучению через маску для записи схемы точек одного цвета. Вследствие такой экспозиции экспонированные участки пульпы сополимеризуются и становятся растворимыми в воде. Неэкспонированные участки слоя могут быть устранены простой промывкой, причем вода оставляет схему точек. Этот общий процесс воспроизводится вновь для нанесения двух других цветов в случае трубки типа трех цветов.

Когда осаждение люминофорного экрана закончено, подложку помещают на опорное устройство для производства осаждения двух слоев акриловой смолы в соответствии с настоящим изобретением. Опорное устройство может вращаться с переменной скоростью в диапазоне 6 - 200 об/мин. Экран с люминофорным слоем приводится во вращение в вертикальном положении со скоростью 20 - 60 об/мин. К этому моменту на люминофорном слое экрана распределяют 200 - 500 мл водной эмульсии смолы, предназначенной для формирования подслоя. После этого экран приводится во вращение со скоростью в диапазоне 60 - 200 об/мин в течение 5 - 30 с для устранения избытка материала. Для быстрого формирования пленки экран нагревают во время и после вращения с высокой скоростью. Затем экран приводится во вращение со скоростью 20 - 100 об/мин в вертикальном положении и подсушивается излученным теплом. Это тепло получают, например, от инфракрасных ламп. Когда сушка первой пленки выполнена, на экран наносят окончательный слой таким же способом, как и в первый раз, из водной эмульсии на основе смолы, имеющей ту же композицию, что и для первой пленки. В процессе осаждения температура поддерживается эквивалентной или выше минимальной темпеpатуры формирования пленки из эмульсии. Избыточную эмульсию устраняют вращением со скоростью 100 - 200 об/мин в течение 5 с. Во время и после вращения экран нагревают теплом излучения. В целях быстрого формирования второй пленки, создающей окончательный слой, источник тепла имеет повышенную мощность. Затем, когда сушка закончена, на искривленной поверхности экрана и на юбке, продолжающей эту поверхность, обеспечивается испарение раствора, содержащего 1-3% таких веществ, как щавелевая кислота, оксалат аммония или коллоидального кремния, продаваемого под маркой LUDOX, или борная кислота. Такое испарение обеспечивает создание пористого подслоя, так что на уровне поверхностей испарения металл не искривляется на протяжении цикла обжига. После этого экран помещают на устройстве металлизации. Тонкая пленка металла, предпочтительно алюминия, наносится путем испарения в вакууме на подслой. Эта пленка имеет толщину в диапазоне 1000 - 5000 . Экран снимают с аппарата металлизации и подвергают обжигу на воздухе при температуре приблизительно 420^оС. Пpи этой температуре связующее, нанесенное с люминофорным материалом, а также подслоем и окончательным слоем, устраняют испарением. Затем обычным образом заканчивают сборку экрана в катодной трубке.

В вышеуказанном способе эмульсия, применяемая для реализации пленки подслоя или окончательного слоя, является водной эмульсией смолы, формирующей нерастворимую в воде пленку, обладающую следующими свойствами: сравнительно низкой температурой формирования пленки, а именно менее 45^оС; пригодностью для формирования тонкой, непрерывной, отражающей и гидрофобной пленки на люминофорном экране.

Обычно нерастворимыми в воде смолами, формирующими пленку, являются акриловые смолы. С другой стороны, применяемые эмульсии могут быть различных типов. Таким образом, эмульсия может быть эмульсией на основе кислоты, нейтрализованной до рН выше или равном 7,0. В этом случае нейтрализация реализуется по крайней мере одним щелочным продуктом, таким как гидроксид аммония (NH₄OH), с целью снижения температуры формирования пленки из смолы. Эмульсия может представлять собой смесь эмульсий на кислотной и щелочной основе. Наконец, эмульсия может быть на основе подкисленной щелочи с рН в диапазоне 5,0 - 8,0. В этом случае эмульсия на основе щелочи нейтрализуется кислотным материалом, таким как уксусная кислота, с целью уменьшения температуры формирования пленки из смолы. В эмульсиях, описанных выше, гомогенизация необходима для предотвращения гелеобразования. Гелеобразование влечет за собой неоднородность в структуре слоев экрана, тогда как однородность приводит во взвешенное состояние коллоидальную смолу, что позволяет получить однородные слои.

Далее будут описаны различные формулы водных эмульсий, применяемых для реализации подслоя и конечного слоя в способе по настоящему изобретению. По этим формулам могут быт приготовлены следующие растворы.

Раствор А. Эмульсией является водная эмульсия, содержащая приблизительно 46% сополимера эмульгированного акрилата смолы в воде и имеющая рН в диапазоне 9 - 10. Под сополимером акрилата смолы понимают сополимеры, которые составляются из комбинации алкидных акрилатов, алкидных метакрилатов, акрилатовой кислоты, метакрилатовой кислоты и однородных мономеров типа акрилатов. В качестве эмульсии такого типа известна эмульсия, продаваемая под маркой RHOPLEX АС-73 фирмой ROHM и HAAS K^о, Филадельфия РА.

Раствор В. Водная эмульсия, содержащая приблизительно 38% сополимера акрилата смолы, эмульгированного в воде и имеющего рН, равное приблизительно 3,0. Эмульсия такого типа является эмульсией, продаваемой под маркой RHOPLEX В-74 фирмой ROHM и HAAS К^о, Филадельфия РА.

Раствор С. Водный раствор 30% гидроксида аммония (NH₄OH).

П р и м е р 1. 13,0% RHOPLEX AC-73.

Пленкообразущую эмульсию, используемую одновременно для реализации пленки подслоя и пленки конечного слоя, получают следующим образом. Смешивают 283 г раствора А с 717 г деионизированной воды. Затем перемешивают этот раствор в смесителе вращательного типа в течение 2 ч.

Эту эмульсию наносят на экран, как это указано выше.

П р и м е р 2. 11,0% RHOPLEX В-74, рН 7-9.

Пленкообразующую эмульсию, используемую для подслоя и окончательного слоя, получают следующим образом. Смешивают 289 г раствора В с 717 г деионизированной воды. Раствор перемешивают в смесителе вращательного типа и добавляют раствор С для доведения рН до значения, превышающего 7,0, но меньшего 9,5. Затем раствор быстро перемешивают в гомогенизаторе с высокой скоростью в течение 1 ч. (Гомогенизатор состоит из кинематической модели РТ-35 2 ОДМ). Перемешивание останавливают для удаления пузырьков, причем раствор используют через 2 ч.

П р и м е р 3. 0,6% RHOPLEX АС - 73, 6,0% RHOPLE B-74, рН 7-9 (полное количество твердого вещества: 12%).

Пленкообразующую эмульсию, используемую для подслоя и окончательного слоя, содержащую 6,0% RHOPLEX АС-73, 6,0% RHOPLEX В-74 и имеющую рН в диапазоне 7 - 9, получают следующим образом: смешивают 130 г раствора А и 158 г раствора В с 712 г деионизированной воды. Затем добавляют раствор С для доведения рН до значения, превышающего 7,0 и меньше 9,5. Быстро перемешивают раствор в гомогенизаторе с высокой скоростью в течение 1 ч. Затем останавливают перемешивание для удаления пузырьков, причем раствор используется через 2 ч.

В вышеуказанных примерах использовались два различных раствора, продаваемых фирмой ROHN и HAAS K^o, Филадельфия, США. Могут также использоваться другие эмульсии, такие как эмульсия RHOPLEX В-85 фирмы ROHM и HAAS K^o, если они обеспечивают качество пленки и свойства формирования пленки, описанные выше.

Основными твердыми составляющими водных эмульсий, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, являются смолы, формирующие нерастворимые в воде пленки, которые улетучиваются при нагревании до температур 450^оС. Пленка должна быть сравнительно прочной, непpерывной, тонкой, отражающей и гидрофобной. Температура формирования пленки должна быть ниже 45^оС для облегчения массового производства. Изготовление первых и вторых пленок, образующих подслой и окончательный слой, упрощается, поскольку используется один и тот же базовый раствор для двух пленок. Это упрощает оборудование, применяемое для приготовления смеси, а также необходимые канализации для массового производства. Кроме того, упрощается контроль основных параметров пленки.

В этом случае первая пленка формирует после сушки гидрофобную подложку так, что, когда накладывается вторая пленка, проникновение пленки в люминофорную подложку снижается до минимума и получают непрерывный, отражающий и тонкий слой, который следует за точками люминофора. Так, когда металл, предпочтительно алюминий, наносится в течение следующего этапа способа, получают улучшение качества зеркала, находящегося за люминофорным экраном. Это повышает яркость свечения люминесцентного экрана.

Использование: изготовление люминесцентных экранов, в частности для цветных кинескопов. Сущность изобретения: на внутреннюю поверхность экрана наносят люминофорное покрытие, на которое при температуре окружающей среды осаждают подслой из водной эмульсии нерастворимой в воде акриловой пленкообразующей смолы с температурой пленкообразования ниже 45°С. Подслой сушат для образования первой пленки, на которую при поддержании температуры экрана не меньшей температуры пленкообразования осаждают окончательный слой из той же водной эмульсии, который затем сушат для образования второй пленки, затем осаждают металлическое покрытие и испаряют связующее люминофорного покрытия, первую и вторую пленки.

СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ЭКРАНА, включающий нанесение по меньшей мере одного люминофорного покрытия, содержащего по меньшей мере одно связующее, на внутреннюю поверхность экрана, осаждение подслоя из первого пленкообразующего материала, сушку подслоя нагреванием экрана до температуры, достаточной для образования первой пленки, осаждение на первую пленку окончательного слоя из водной эмульсии не растворимой в воде акриловой пленкообразующей смолы, имеющей температуру пленкообразования ниже 45^oС, сушку окончательного слоя для образования второй пленки, являющейся относительно прочной, долговечной, тонкой, отражающей и гидрофобной, осаждение металлического покрытия на высушенную вторую пленку и испарение связующего люминофорного покрытия, первой пленки и второй пленки, отличающийся тем, что, с целью увеличения яркости свечения люминесцентного экрана, подслой осаждают вначале при температуре окружающей среды, окончательный слой осаждают при поддержании температуры экрана, эквивалентной или большей по сравнению с температурой пленкообразования, при этом в качестве первого пленкообразующего материала используют ту же водную эмульсию, что и при осаждении окончательного слоя.