Способ металлизации люминесцентных экранов Советский патент 1993 года по МПК H01J9/227 

Изобретение относится к способам металлизации люминесцентных экранов, более конкретно, к осаждению органической пленки, устраняемой нагреванием, на люминофоры люминесцентного экрана, применяемого, в частности, в трубках цветного телевизора или в мониторах цветного изображения.

Целью изобретения является повышение яркости свечения люминофора за счет повышения равномерности гравировки цветовых слоев.

Способ металлизации люминесцетного экрана включает следующие этапы:

-нанесение известным способом слоя не менее одного люминофора, содержащего среди прочего связующее, на прозрачную подложку,

-нанесение на указанный слой подслоя, образованного водной эмульсией во- донерастворимого полимера, причем

эмульсия водонерастворимого полимера является нейтральной или щелочной и пригодна для формирования гидрофобной пленки,

-сушка подслоя,

-нанесение на указанный подслой покрытия, состоящего из водной эмульсии смолы, формирующей водонерастворимую пленку , причем эта эмульсия содержит 0,1- 4.0% по весу перекиси водорода, 0,25-2,5% по весу водорастворимого полимера и 0,1- 1,0% по весу коллоидального кремния.

-сушка покрытия,

-осаждение металлического слоя и

-возгонка связующего, содержащегося в слое люминофора, подслоя и покрытия.

Водная эмульсия, используемая для получения водонерастворимой пленки, может содержать, по меньшей мере, перекись водорода и водорастворимый полимер.

Использование нейтральной или щелочной эмульсии полимера, образующей i идроfe

00

ы ел о ю

00

со

фобное перекрытие, задерживает и выравнивает гравировку полимера, содержащегося в люминофорных слоях, с помощью перекиси водорода. Таким образом, используя способ по настоящему изобретению, ус- траняют селективную гравировку люминоформных слоев, которая происходит в течение формирования летучей подложки. С помощью этого способа предотвращают также образование значи- тельных отверстий и мелких трещин в пленке, тогда как нормально такие отверстия и мелкие трещины появляются на последнем, а иногда и на втором осажденном цвете.

Предпочтительно, чтобы водонераство- римые смолы, используемые для подслоя или покрытия, состояли бы из сополимеров акрилатных смол. Под сополимерами акри- латных смол понимают сополимеры, состо- ящие из комбинации акрилат-алкидов, метакрилат-алкидов акриловой кислоты, ме- такриловой кислоты и подобных мономеров акрилатного типа. С другой стороны, водорастворимый полимер выбирается из труп- пы, состоящей из поливиниловых спиртов, комплексов борная кислота - поливиниловый спирт, метил целлюлозы и гидроксиме- тилцеллюлозы.

Кроме того, возгонка реализуется подо- гревом экранов на воздухе при температуре 350-500°С.

На фиг. 1 схематично показан увеличенный вид сечения электронно-лучевой трубки, снабженной экраном в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.2 - увеличенный вид сечения, характеризующий конструкцию экрана перед окончательным нагревом.

На фиг.1 схематично показана цветная телевизионная трубка обычной конструкции. Эта трубка состоит из колбы 1, состоящей из передней подложки 2 из прозрачного материала, горловины 3 и расширяющегося участка 4, соединяющего гор- ловину 3 и фронтальную подложку 2. Люминесцентный экран выполняется на внутренней поверхности подложки 2. В горловине 3 устанавливают три электронные пушки 5,6 и 7 для излучения трех индивиду- альных электронных пучков, каждый из которых контролируется видеосигналами зеленого, голубого и красного цветов, соответственно. Вокруг горловины предусмотрены магнитные устройства 8 для выполнения, в частности, фокусировки и отклонения электронных пучков, Кроме того, предусмотрена перфорированная маска 9 между электронными пушками 5.6 и 7 и экраном изображения.

Как это показано на фиг.2, экран изображения 10 имеет на подложке 2 множество линий или параллельных полос 11, 12 и 13 из люминофорных материалов, способных испускать, соответственно, зеленый (G), красный (R)n голубой (В) цвета. Каждая линия или полоса 11, 12 и 13 может излучать лишь один цвет. Каждая электронная пушка 5, б и 7 направляется на один из цветов таким образом, чтобы электронный пучок, поступающий от каждой из пушек, возбуждал лишь один цвет. Эта телевизионная трубка масочного типа хорошо известна специалистам.

В обычно применяемом способе изготовления различные слои, формирующие люминесцентный экран 10, выполняются на передней подложке 2 трубки перед припайкой этой подложки к расширяющейся части 4 колбы 1. Для реализации экрана подложка 2 устанавливается на соответствующем опорном устройстве и на эту подложку наносится пульпа люминофорного материала. Пульпа имеет в своем составе, в частности, необходимый люминофор, органический полимер, такой как поливиниловый спирт, фотосенсибилизатор, такой как дихромат аммония, дихромат натрия или дихромат калия, и деионизированную воду. В последние годы в высокоавтоматизированных системах облучения, которые весьма сложны в применении, к люминофорным пульпам для снижения времени экспозиции добавляются такие компоненты, как этиленгликоль, триэтиленгликоль или метилпиролидон. Добавляемое количество составляет от 30 до 100% по весу от поливинилового спирта, например. С другой стороны, все добавки, применяемые для снижения времени экспозиции, имеют повышенную точку кипения, находящуюся между 150 и 220°С. Они действуют так же.как пластификатор для фотополимера, содержащегося в структуре люминофорного слоя, и поддерживают его выше точки размягчения.

Пульпу распределяют по всей поверхности передней подложки путем ее наклона и поворотов. Затем подложку приводят во вращение с высокой скоростью для устранения избытка пульпы. После этого пульпу вы- сушивают с помощью устройств инфракрасной сушки. ГТЬкрытие из пульпы облучают затем соответствующими световыми пучками через перфорированную маску для регистрации рисунка полос, например, 11, одного из цветов на подсушенном слое пульпы. Облучение светом приводит к полимеризации пульпы и делает облучаемые поверхности нерастворимыми в воде. После этого необлученные участки

слоя пульпы устраняют простой промывкой подложки водой. Эта промывка оставляет рисунок люминофорных полос. Затем панно подсушивается для устранения воды. Такая общая процедура вновь воспроизводится два раза для нанесения двух других люминофорных полос 12,13. Последовательность нормального осаждения для трех цветов люминофора обычно бывает следующей: зеленый, голубой и красный.

Когда осаждение люминофора на экран закончено, подложку устанавливают на соответствующем опорном устройстве для нанесения подслоя 14 гидрофобной пленки в соответствии с настоящим изобретением. Используемое опорное устройство может вращаться с различными скоростями между 6 и 200 об/мин. Подложку, снабженную лю- минофорным экраном, приводят во вращения в вертикальном положении со скоростью 20-60 об/мин. После проявления красного люминофорного экрана, представ- ляющего собой последний осажденный слой, подложка может быть сухой или влажной. На подложку наносят от 200 до 500 мл водной эмульсии водонерастворимой смолы, образующей не растворимую в воде пленку. Затем подложку приводят во вращение со скоростью в диапазоне 60-200 об/мин в течение 5-30 сек для устранения избытка эмульсии. После этого подложку нагревают в течение и/или после вращения с повышенной скоростью для формирования подслоя 14. В соответствии с настоящим изобретением эмульсией является водная эмульсия водонерастворимой смолы нейтральная или щелочная,-обеспечивающая образование гидрофобной пленки. Предпочтительно, чтобы водонераствори- мая смола состояла из сополимера акрилат- ной смолы указанного выше типа.

Перед нанесением этого подслоя полимеры красных, голубых и зеленых полос имеют различные точки размягчения и гидрофильные свойства. Полимер в красном цвете более мягок и более гидрофилен, а полимер в зеленом цвете или первый осажденный слой более прочен и менее гидрофилен. Смола, формирующая подслой, абсорбируется в люминофорах, а после сушки образует субстрат, имеющий сопротивление, аналогичное перекиси водорода и воды для трех цветов люминофорного экрана.

После этого экран приводят во вращение в вертикальном положении и подсушивают теплом от излучения. После полного высыхания подслоя 14 водную эмульсию смолы, формирующую не растворимую в воде пленку, распределяют на подложке так

же, как и эмульсию для формирования подслоя. Эта эмульсия содержит 0,1-4,0% по весу перекиси водорода, 0,25-2,5% по весу растворимого в воде полимера и 0.1-1,0% 5 по весу коллоидального кремния. Из-за подслоя люминофорный экран имеет одинаковые прочность и гидрофильные свойства для всех люминофорных полос (зеленых, голубых и красных) в течение нанесения указан- 0 ной эмульсии. Таким образом, предотвращается селективная гравировка связующего, состоящего из поливинилового спирта в люминофорных полосах различных цветов, и получают однородную толщину

5 пленки, обеспечивая равномерное проникновение и сходную пористость для всех трех цветов. После этого экран подсушивают для получения покрытия 15, затем, известным образом, обычно в вакууме, наносят метал-.

0 лический слой 16, выполненный из алюминия. Затем экран нагревают на воздухе при температуре 350-500°С для реализации возгонки связующего, содержащегося в люминофорных слоях, подслоя и покрытия.

5 Вышеуказанным способом получают экран, имеющий улучшенную отражательную способность порядка 40-50%.

Ниже даны примеры водных эмульсий, применяемых для выполнения подслоя и по0 крытия в описанном выше способе.

Эмульсия для реализации описанного выше подслоя является водной эмульсией смолы, формирующей не растворимую в воде пленку, и имеет следующие свойства:

51. Нейтральная или щелочная смола, поэтому каких-либо вредных реакций для люминофоров на основе серы не имеется.

2. Пригодность для формирования гидрофобной пленки после сушки с тем, чтобы

0 задержать воздействие перекиси водорода на люминофорный экран и организовать почти одинаковое воздействие на люмино- форные слои трех цветов.

Эмульсии, образующие подслой в конк5 ретных примерах, описанных ниже, приготавливают на основе следующих растворов: Раствор А: водная эмульсия содержит приблизительно 46% сополимера эмульгированной акрилатной смолы в воде и имеет

0 рН в диапазоне 9-10. Такая эмульсия продается в форме RHOPLEX АС-73 фирмой .ROHM и HHAS К° в Филадельфии.

Раствор В: водная эмульсия содержит 5 приблизительно 46% сополимера эмульгированной акрилатной смолы в воде и имеет рН в диапазоне 8-9,5. Такая эмульсия продается под наименованием RHOPLEX С-72 фирмой ROHM и HAAS K° в Филадельфии и HITACHI CHEMICALS в Японии.

П р и м е р 1.

Подслой содержит 9,0% RHOPLEX AC- 73. Подслой получают смешением 195 г раствора А с 850 г деиониэированной воды. Эту смесь перемешивают в течение двух часов .в миксере вращательного типа.

Пример 2.

Подслой содержит 10.0% RHOPLEX С- 72. Подслой получают смешением 17 г раствора В с 783 г деионизированной воды. Эту смесь перемешивают в течение двух часов с помощью миксера вращательного типа.

Пленкообразующую эмульсию для образования покрытия, наносимого на подслой, на конкретных примерах, описываемых ниже, можно приготовить со следующими растворами:

Раствор А: водная эмульсия содержит приблизительно 38% сополимера эмульгированной акрилатной смолы в воде и имеет рН примерно равным 3. Такая эмульсия продается под маркой RHOPLEX В-74 фирмой ROHM и HAAS K° в Филадельфии.

Раствор В: водный раствор, содержащий приблизительно 2% комплекса борная кислота - поливиниловый спирт. Такой комплекс борная кислота - поливиниловый спирт продается под маркой UNISIZE HA70 фирмой AIR PEDUCTION COMPANY. Нью- Йорк.

Раствор С: водный раствор содержит приблизительно 30% перекиси водорода.

Раствор D: водный раствор содержит приблизительно 30% коллоидного кремния, такого как LUDOX. продаваемого фирмой K.I. DUPONT.

Покрытие имеет следующую композицию: 14,5% RHOPLEX В-74, 0.5% UNISIZE НА70, 0,5% перекиси водорода и 0,5% LUDOX AM. рН эмульсии устанавливается на уровне 7.1 с помощью гидроксида аммония (МНзОН). Эту эмульсию получают путем смешения 381 г раствора А с 370 г деионизированной воды. В процессе смешения добавляют 16 г раствора С, 7 г раствора D и 250 г раствора В. Затем все перемешивают и добавляют достаточное количество гидроксида аммония для регулирования рН конечной смеси до уровня 7,1.

В приведенных выше составах концентрация смолы в подслое может быть отрегулирована таким образом, чтобы получить

необходимую стойкость к перекиси водорода. Кроме того, концентрация перекиси водорода в конечном покрытии может быть также отрегулирована для получения необходимых мелких трещин и иголочных отверстий в пленке, покрывающей люминофорные слои.

Формула изобретения Способ металлизации люминесцентных экранов, включающий нанесение на прозрачную подложку слоя по крайней мере одного люминофора, содержащего наряду с другими компонентами связующее вещество, нанесение покрытия с помощью водной эмульсии смолы, формирующей водонерастворимую пленку, при этом эта эмульсия по крайней мере содержит 0,1-4,0 мас.% перекиси водорода, 0,25-2,5 мас.% водорастворимого полимера и 0,1-1,0 мас.% коллоидального кремния, сушку покрытия,

осаждение металлического слоя и нагрев для возгонки связующего вещества и покрытия, отличающийся тем, что. с целью повышения яркости свечения люминофора за счет повышения равномерности гравировки цветовых слоев, перед нанесением покрытия на слой люминофора дополнительно наносят подслой из водной эмульсии не растворимого в воде полимера, имеющей нейтральный или щелочной характер, с

образованием гидрофобной пленки, затем подслой сушат, а при нагреве его удаляют вместе со связующим веществом и покрытием.

5 Ъ

Использование: металлизация люминесцентного экрана цветных кинескопов и дисплеев. Сущность изобретения: после нанесения люминофоров на прозрачную подложку наносят подслой из нейтральной или щелочной эмульсии не растворимого в воде полимера с образованием гидрофобной пленки. После сушки подслоя на него наносят покрытие, состоящее из водной эмульсии смолы, формирующей не растворимую в в оде пленку, причем эта эмульсия содержит по крайней мере перекись водорода и растворимый в воде полимер. Затем сушат покрытие, осаждают металлический слой и возгоняют связующее вещество, подслой и покрытие. 2 ил.

) ) ) .Л A j J / Trr

Г XV «((« У V

ПГИ « tfa . fTl i t/3 ) // / .

FH

/ 13 12 pt/&2

Гг7