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TUBE CATHODIQUE A FACE FEUILLETEE.
L'invention concerne les tubes cathodiques et plus particulièrement ceux de ces tubes utilisés pour les appareils téléviseurs présentant un écran de grande dimension.
Le développement des téléviseurs de grandes dimensions, par exemple de 80cm de diagonale (32") ou plus, conduit à des constructions particulières des tubes cathodiques. Parallèlement les exigences de qualité, de sécurité, sont sans cesse accrues ce qui engendre des contraintes nouvelles en matière de production de ces tubes cathodiques.
Ainsi, pour les grands écrans il est nécessaire d'utiliser des tubes, de forte épaisseur pour offrir une résistance convenable à la pression qu'ils subissent. Pour des écrans de 80cm de diagonale, l'épaisseur du tube sur sa face avant n'est pas inférieure à 15mm. Le mode de fabrication de la face avant conduit par ailleurs à des surépaisseurs significatives sur les bords, et en particulier dans les coins. Ces particularités sont d'autant plus marquées que l'écran est plus plat.
Le verre utilisé pour la fabrication des tubes cathodiques est coûteux. Dans le cas des tubes de grandes dimensions ce coût est d'autant plus sensible que la quantité de verre nécessaire est plus importante.
Pour tenter de minimiser l'épaisseur de verre nécessaire pour répondre aux exigences de sécurité de ces tubes de grandes dimensions, les constructeurs ont recours par exemple à une enveloppe constituée d'un film polymère. Cette enveloppe plaquée sur le tube a pour rôle principal de réduire les risques de projection par implosion. Elle permet aussi, dans une mesure limitée, de réduire le risque d'implosion lui même en cas d'impact. 1
Si la présence de l'enveloppe permet, dans une certaine mesure, de satisfaire aux exigences de sécurité, elle soulève d'autres problèmes. En premier lieu les films utilisés, mêmes convenablement choisis, offrent une dureté moindre que celle du verre constituant le tube, et l'écran est alors sensible aux rayures.
Partant des constructions traditionnelles, la présence du film nécessite également une adaptation pour que la face avant offre toutes les propriétés requises, notamment : protection antistatique, antireflet etc. En
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particulier, les couches antiréfléchissantes doivent nécessairement être appliquées sur le film polymère. En conséquence, les techniques de dépôt mises en oeuvre sont limitées à celles qui ne portent pas atteinte à l'intégrité du film.
Un but de l'invention est de permettre la production de tubes cathodiques de grandes dimensions, respectant toutes les normes de sécurité en terme de résistance à l'implosion, tout en limitant l'épaisseur, et donc la masse de verre utilisé, sans réduire la dureté de la face avant des tubes.
Par ailleurs, pour que l'image formée sur la face avant du tube soit convenablement contrastée, la transmission lumineuse de l'ensemble constituant cette face doit être maintenue dans des limites précises. Cette 1 transmission est par exemple de l'ordre de 45 à 55%. La limitation de la transmission est traditionnellement réglée par le verre du tube. Il s'agit notamment de limitation de la transmission par coloration du verre dans la masse. Ceci permet d'obtenir une parfaite stabilité dans le temps, et une insensibilité aux agressions externes.
Cette construction est satisfaisante lorsque l'épaisseur du verre est égale en tout point de l'écran. A l'inverse, pour les grands écrans plats, les variations locales d'épaisseur ne permettent pas de régler la transmission lumineuse au moyen du verre du tube seul. Dans la pratique, pour ces grands écrans, la transmission lumineuse est réglée, au moins en partie, au moyen de couches additionnelles, par exemple en nitrure de titane, déposées sur la face du tube. Cette disposition n'est pas exempte de difficultés. Il faut en effet, disposer d'une couche parfaitement inaltérable. et d'épaisseur parfaitement constante, ceci sur un substrat qui doit en outre recevoir les autres couches fonctionnelles. La formation de ces couches s'effectue sur le tube fini et, par suite, dans des conditions notamment de température contraignantes.
Les traitements aboutissant à la formation de ces couches devront typiquement se dérouler à moins de 140 C. Ces contraintes limitent considérablement les techniques utilisables ; et renchérissent sensiblement ces opérations.
Un autre but de l'invention est de permettre la production d'écrans cathodiques plats de grandes dimensions, qui présentent une transmission lumineuse uniforme sur toute leur surface, sans présenter les difficultés liées à l'usage antérieur de couches de réglage déposées sur le substrat verrier.
La planéité des tubes de grandes dimensions n'est pas encore parfaite en dépit des efforts dans ce sens. Dans les conditions industrielles actuelles, le mode d'obtention comprenant le polissage de la face externe de
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l'écran ne permet pas d'éliminer complètement les irrégularités de grande amplitude. Typiquement ces irrégularités de surface, qui apparaissent par exemple sur des amplitudes d'une dizaine de centimètres, peuvent atteindre
0,5mm, et sont bien perceptibles en incidence rasante. Même si la précision des images n'est pas altérée sous les incidences usuelles d'utilisation, la perception de ces irrégularités par les consommateurs nuit à l'idée de qualité que les constructeurs s'attachent à produire sur leurs clients.
Pour cette raison, disposer d'écrans parfaitement plats reste une demande des constructeurs qui n'est pas parfaitement satisfaite. L'invention se propose de répondre également à cette attente.
Les inventeurs ont montré qu'il était possible d'atteindre ces buts, et d'autres effets avantageux qui seront précisés dans la suite de la description, en réalisant sur la face avant d'un tube cathodique, un feuilletage comprenant, en plus du substrat constitué par le verre du tube cathodique, au moins une feuille intercalaire d'un matériau utilisé traditionnellement dans la, confection des vitrages feuilletés, et au moins une feuille de verre constituant la face externe, feuille de verre qui peut être colorée dans la masse et éventuellement revêtue de couches minces fonctionnelles.
Pour la commodité de la description, dans la suite il est fait référence à une feuille intercalaire et à une feuille de verre. Ceci n'a pas de caractère limitatif, les mêmes explications données à ce sujet peuvent s'appliquer au cas de feuilles multiples.
La mise en oeuvre d'une structure feuilletée, autrement dit l'adjonction selon l'invention d'une feuille de verre convenablement choisie, solidarisée au tube cathodique, permet, paradoxalement, de maintenir ou même d'accroître la résistance à l'impact tout en réduisant la masse de verre constituant le tube, et même le cas échéant, en réduisant la masse de l'ensemble comportant le feuilletage par rapport au tube traditionnel nonfeuilleté. Il apparaît en effet que la structure feuilletée offre globalement une meilleure résistance telle qu'éxigée par les normes en vigueur (EN 60065,, ANSI/UL 1418), à épaisseur égale, que le verre du tube seul.
Sans être lié par cette interprétation, il semble que la présence de l'intercalaire en matériau présentant une plasticité supérieure à celle du verre, confère à l'ensemble une meilleure absorption de l'énergie des impacts et assure mieux le maintien des fragments en cas d'implosion. Dans ces conditions, l'épaisseur du verre de la face avant du tube lui même, moins tributaire de l'obtention de cette résistance, peut être réduite en conséquence.
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Dans les structures selon l'invention, le feuilletage ne concerne que la partie plane de la face avant. En pratique, pour les grands écrans plats, cette surface couvre toute la partie "utile" de l'écran, c'est à dire la totalité de cette face avant, à l'exclusion des bords recourbés qui constituent une bande de l'ordre de 1 à 3cm de large. C'est l'épaisseur de cette partie plane du tube qui est avantageusement réduite. Compte tenu des dimensions de cette face, la réduction de poids du tube seul peut atteindre de 0,5 à 3kg par écran. Ce gain est significatif compte tenu du coût des verres servant à la fabrication de ces faces avant. L'économie réalisée dépasse largement le coût supplémentaire des éléments additionnels, intercalaire et feuille de verre.
Le choix du matériau intercalaire peut avantageusement se faire dans le groupe comprenant les feuilles de polyvinylbutyral (PVB), d'acétate de polyvinyl (EVA), de polyuréthanne (PU) et matériaux analogues utilisés pour feuilleter les vitrages.
Etant donnée la planéité des faces à revêtir, le choix des matériaux intercalaires peut comprendre ceux de ces matériaux qui, même en feuille mince, montrent un manque d'élasticité pour épouser une courbure sphérique. C'est le cas en particulier de certains polyesters (type PET), dont l'utilisation n'est pas possible pour la confection de feuilletés qui doivent subir un bombage à double courbure. bombage à double courbure.
Un intercalaire de faible épaisseur peut suffire à fixer la feuille de verre de manière convenable, mais les propriétés mécaniques de l'ensemble seront faiblement améliorées, notamment si cet intercalaire de faible épaisseur est associé à une feuille de verre superficielle également de relativement faible épaisseur. De préférence, en tenant compte du fait que la feuille intercalaire absorbe au moins partiellement les défauts de planéité, son épaisseur, n'est pas inférieure à l'amplitude des défauts à corriger. Par ailleurs, si dans une certaine mesure les qualités de résistance mécanique s'accroissent avec l'épaisseur de l'intercalaire, au delà d'une certaine épaisseur le gain n'est plus sensible. Une trop grande épaisseur peut même être préjudiciable à la stabilité de l'assemblage.
Enfin si la masse volumique des matériaux intercalaires est inférieure à celle du verre, une épaisseur plus importante que celle strictement nécessaire entraîne un accroissement de poids non souhaitable Pour ces raisons l'épaisseur de la feuille intercalaire ne dépasse pas en pratique 5mm, et est au moins de 0,3mm. L'épaisseur de l'intercalaire se situe de préférence entre 0,5 et 3mm.
L'épaisseur de la feuille de verre superficielle peut être choisie également dans un domaine assez large. Plus les feuilles sont épaisses, plus
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grande est la résistance mécanique, et meilleure peut être la planéité Mais l'accroissement d'épaisseur conduit à un accroissement de poids sans, au delà d'un certain seuil, que ceci réponde à une amélioration nécessaire supplémentaire, notamment des propriétés mécaniques. En pratique, une épaisseur de 4mm est la limite que l'on a avantage à ne pas dépasser pour des considérations de poids. De préférence l'épaisseur de la feuille de verre ne dépasse pas 3mm. La feuille peut être d'épaisseur aussi faible que 0, 5mm et conférer déjà une part significative de l'effet de renforcement mécanique recherché.
En outre, ce renforcement peut être sensiblement accru par 1 l'utilisation d'une feuille de verre trempé. Pour les épaisseurs les plus faibles, de l'ordre de 0, 5mm, une trempe chimique est préférée pour avoir la meilleure résistance possible sous ces faibles épaisseurs.
Dans ce qui précède, nous avons indiqué la présence selon l'invention d'une feuille intercalaire. Il est possible aussi de constituer un feuilletage comportant plusieurs feuilles ce qui permet d'adapter au mieux les propriétés de l'ensemble à l'usage envisagé. Il est possible par exemple d'intercaler une feuille de polyester-téréphtalate (PET) entre deux feuilles de PVB, et de profiter des qualités mécaniques de la feuille de PET par exemple pour supporter des couches fonctionnelles minces telles que décrites plus loin.
Un avantage des structures selon l'invention, est de pouvoir réaliser la limitation de la transmission lumineuse au niveau des éléments fixés sur la face avant du tube, et, par suite, comme indiqué précédemment, de s'affranchir du problème des différences locales d'épaisseur du verre du tube, ou de celui de la constitution d'une couche spécifique déposée sur le tube. 1
La transmission lumineuse, selon l'invention, peut être réglée à partir de celles de l'intercalaire, de la feuille de verre, ou d'une combinaison des deux. Si l'intercalaire est amené à absorber une part importante des défauts de planéité, il en résulte que son épaisseur, dans le feuilletage, peut varier de façon significative.
Dans ce cas, il va de soi qu'il est préférable de ne pas contrôler la transmission par une coloration appropriée dans la masse de cet intercalaire. La feuille de verre ne connaît pas cette difficulté. Même soumise à des déformations consécutives aux défauts de planéité, son épaisseur demeure inchangée et l'absorption reste uniforme.
Par ailleurs, les feuilles intercalaires sont disponibles dans le commerce dans un nombre limité de caractéristiques, en particulier pour ce qui concerne la couleur. L'ajustement de l'absorption lumineuse nécessite alors éventuellement de combiner plusieurs feuilles intercalaires, une colorée,
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d'autres incolores, pour parvenir à l'absorption requise. La mise en oeuvre de plusieurs feuilles complique inévitablement la production du feuilletage.
L'absorption de l'ensemble de la face avant du tube est située entre 40 et 60% pour que l'image soit convenablement contrastée, et de préférence entre 45 et 55%. Dans toute la présente description, les valeur de trasmission données, sont les transmissions totales mesurées sous l'illuminant C.
Même s'il est choisi de manière que sa transmission lumineuse soit élevée, compte tenu de son épaisseur, le verre du tube absorbe de l'ordre de 15 à 20%. Dans ces conditions, l'absorption résultant de l'ensemble intercalaire-feuille de verre superficielle, y compris les couches fonctionnelles supplémentaires éventuellement déposées sur cette dernière, doit se situer à environ 35 à 50%. Le réglage de cette absorption peut être obtenu au moyen notamment d'une coloration dans la masse du verre.
Le verre de la feuille est choisi pour son absorption, mais aussi en fonction de sa coloration. La préférence des fabricants est une couleur grise, qui confère à l'écran non actif une coloration gris sombre. Des verres satisfaisant à ces conditions sont par exemple ceux décrits dans les demandes de brevet publiées FR-A 2738238 et 2738240. Ces séries de verres offrent une gamme de gris plus ou moins absorbants. Il est ainsi possible d'adapter l'absorption à l'épaisseur choisie.
En plus de l'absorption, la feuille de verre superficielle peut aussi conférer des propriétés supplémentaires notamment au moyen des couches minces qu'elle peut porter. Un avantage de l'invention est de permettre la constitution de ces couches sur la feuille de verre avant que celle-ci ne soit assemblée au tube cathodique. Cette façon de procéder permet de s'affranchir des limitations imposées par la nature du tube. Il est possible de recourir à des techniques de formation de ces couches qui nécessitent des températures ou des atmosphères incompatibles avec les autres constituants du tube. En particulier les techniques usuelles de formation de couches par pyrolyse gazeuse (CVD), qui pour beaucoup se déroulent à des températures supérieures à 4000C, peuvent être utilisées sans risque.
Une couche conductrice est normalement présente sur la face avant pour éliminer les charges statiques. Ces couches présentent une épaisseur d'au moins quelques dizaines de nanomètres (20 à 50), mais peuvent atteindre 600 nanomètres.
Pour répondre aux exigences des constructeurs, les couches doivent présenter une conductivité suffisante. En pratique ces couches ne
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doivent pas avoir une résistance supérieures à 1070/= ; et de préférence pas supérieure à 1030/CJ
Il peut s'agir notamment de couches de SnO, éventuellement' dopé au fluor ou contenant de l'antimoine, pour accroître la conductivité. Elles sont avantageusement déposées au stade de la production de la feuille elle même, par exemple par pyrolyse gazeuse d'un précurseur de l'oxyde d'étain, comme le monobutyltrichlorure d'étain, ou par pyrolyse liquide avec, par exemple, le chlorure d'étain comme précurseur.
Il peut aussi s'agir de couches à base d'oxyde d'indium et d'étain (ITO), ou d'oxyde de zinc dopé à l'aluminium, déposées notamment par des techniques sous-vide telles que l'évaporation, la pulvérisation assistée par champ magnétique...
Traditionnellement les écrans cathodiques comportent aussi une couche antiréfléchissante.
L'effet antiréfléchissant est obtenu par formation d'une ou plusieurs couches d'indice et d'épaisseur bien déterminés. A titre indicatif, sur une couche conductrice de Snob, telle qu'indiquée ci-dessus, on dispose avantageusement une couche de Sitz, de 50 à 500 nanomètres d'épaisseur.
Ce type de couche, comme précédemment, peut être déposé par une' technique de pyrolyse gazeuse suivant des modalités connues. On utilise notamment des précurseurs tels que le tétraéthoxysilane (TEOS) ou le silane SiH4, et le dépôt est effectué au stade également de la production de la feuille de verre.
Le renforcement de l'effet antiréfléchissant peut être obtenu par l'insertion d'une couche intermédiaire entre le verre et la couche conductrice de Snob, ou encore par la multiplication de doublets de couches alternativement à haut et bas indice.
Le feuilletage des tubes selon l'invention peut encore apporter d'autres fonctionnalités par l'intermédiaire des couches déposées sur la feuille de verre, ou, le cas échéant sur une feuille intercalaire On peut, par exemple, appliquer une couche à base d'argent pour constituer un blindage contre les rayonnements électromagnétiques, ou infra-rouge. On peut aussi former une couche absorbante constituée par exemple d'un nitrure de titane ou de
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Ces couches, et leur mode d'obtention, ne sont bien entendu donnés qu'à titre indicatif. Ces exemples n'ont pour but que de montrer les facilités offertes par la mise en oeuvre de l'invention dans la constitution des tubes cathodiques à face avant feuilletée.
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L'invention concerne aussi la production des faces avant feuilletées des tubes cathodiques. La production de ces ensembles doit en effet tenir compte de la spécificité des produits traités, même si les principes mis en oeuvre sont dérivés de ceux utilisés pour le feuilletage des vitrages.
Les fabricants de tubes réclament en particulier, que les traitements de feuilletage puissent être conduits à un stade final de la production, c'est à dire, à un moment où le tube comporte les éléments tels' que les masques, les électrodes, etc. Ceci conduit à restreindre les techniques utilisées à celles d'entre elles qui, notamment, ne nécessitent pas de températures ou de pressions élevées.
Traditionnellement le feuilletage des vitrages comporte deux étapes, une étape de dégazage et une étape de collage. Cette dernière étape est conduite sous pression de 12 à 13 atmosphères, à une température de l'ordre de 150 C. Ces conditions sont difficilement praticables pour le traitement des tubes"finis". Pour ne pas risquer la détérioration des éléments précédemment installés, les constructeurs demandent, par exemple, que la température n'excède pas 120oC, et de préférence soit inférieure à 100 C au niveau du culot du tube.
Les inventeurs ont montré, qu'en choisissant de manière très précise les paramètres des séquences de traitement, il est possible de produire un feuilletage répondant aux exigences de résistance mécanique, de transmission lumineuse, de planéité, de vieillissement, et qui, même soumis à un rayonnement intense, conserve ses qualités, sans laisser apparaître de défauts tels que la présence de bulles, ou la perte de transparence.
Selon l'invention la préparation de la feuille intercalaire, comme celle de la feuille de verre, est conduite de manière traditionnelle. La découpe de ces éléments se fait aux dimensions de la partie plane de la face avant, c'est à dire à une dimension légèrement inférieure à celle du tube. La feuille intercalaire est généralement un peu plus grande que la feuille de verre superficielle pour tenir compte du retrait qui peut s'opérer au cours du traitement ultérieur. C'est en particulier le cas lorsqu'on utilise une feuille de PVB ou de EVA.
Selon l'invention, si le feuilletage est effectué sur le tube complet, les éléments constitutifs, convenablement dépoussiérés et dégraissés, sont dégazés sous vide. Compte tenu de la forme complexe du tube il est très difficile d'envisager une opération de dégazage autrement que par le vide.
Pour les vitrages on sait qu'il est possible de mettre en oeuvre des techniques de type calandrage. Ces techniques sont difficilement réalisables dans le cas
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envisagé. Dans l'hypothèse où le feuilletage est effectué sur le seul bloc moulé constituant la face avant du tube, autrement dit avant le scellement de cette face avec le culot du tube, il est possible de procéder au dégazage sous pression, par calandrage des éléments à feuilleter.
Le dégazage sous vide se fait avantageusement en plaçant l'ensemble du tube, de l'intercalaire, et de la feuille de verre dans une enveloppe souple. Une solution alternative utilisée pour la confection des vitrages feuilletés consiste à disposer un anneau qui se plaque à la périphérie du vitrage, ici le bord de la feuille et la partie avoisinante du tube.
Le vide partiel est appliqué dans cette enveloppe et simultanément on procède à une montée en température progressive. A ce 1 stade, pour permettre une élimination convenable des gaz, on fait en sorte que le vide appliqué ne s'accompagne pas d'une pression sur les faces de l'assemblage. Pour cela, il est usuel de disposer l'ensemble dans une enceinte dans laquelle peut aussi être établi un vide partiel légèrement moins poussé que celui qui s'exerce dans l'enveloppe ou dans l'anneau de dégazage.
Ces vides partiels sont choisis pour que leur obtention ne nécessite pas d'installation très spécifique, même si le dégazage est d'autant plus efficace que le vide est plus poussé. Pour garantir un dégazage satisfaisant, quel que soit temps de traitement, il est nécessaire d'avoir une pression de dégazage inférieure à 500 millibars. En pratique, pour que le temps de dégazage soit suffisamment bref, une pression réduite à environ 100 millibars est convenable. Comme indiqué ci-dessus, l'enceinte elle même est en dépression. L'écart entre la pression dans l'enceinte et celle exercée sur l'ensemble dégazé est maintenu à quelques dizaines de millibars.
La montée en température pendant cette première partie de, l'opération est effectuée de manière que le palier correspondant approximativement à la température de collage soit atteint alors que le dégazage est achevé. Une montée trop rapide conduirait, par un collage prématuré des bords, à emprisonner de l'air dans le feuilletage. Pour obtenir un dégazage sans défaut, aux pressions indiquées, une durée supérieure à 3 minutes est préférée. Avantageusement cette durée est de l'ordre de 5 à 10 minutes.
La température à ne pas dépasser, comme indiqué précédemment, est celle que l'objet traité peut supporter sans dommage. Si il s'agit d'un tube complet, la température à la base du tube doit être inférieure à 120 C, et de préférence inférieure à 100 C. Si seule la face avant du tube est traitée, la température peut être un peu plus élevée, sans atteindre cependant
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les températures pour lesquelles les matériaux intercalaires ne présenteraient' plus une viscosité suffisante. Pour le PVB par exemple, cette température ne doit pas dépasser 1500C environ.
Les tubes dans leur enveloppe sous vide sont avantageusement placés directement dans l'enceinte pour l'ensemble du traitement. En fait, pour les séries industrielles, les produits peuvent passer par différents compartiments adaptés aux conditions successives du traitement.
L'étape suivante assure le collage des éléments du feuilletage.
Dans cette étape la température est maintenue à la valeur correspondant à un certain ramollissement du matériau de l'intercalaire. Simultanément l'ensemble est soumis à une pression, par exemple en remettant l'enceinte à pression ambiante.
Le ramollissement de l'intercalaire assure une pénétration de celui-ci dans les micro-rugosités de la surface du verre du tube et de la feuille superficielle. Ceci permet, le cas échéant de limiter les opérations de polissage de la face avant du tube, opérations nécessaires partant d'un élément obtenu habituellement par moulage.
Le ramollissement du matériau intercalaire permet un certain rattrapage des inégalités de surface de grande amplitude, pour autant que celles-ci soient proportionnées à l'épaisseur de l'intercalaire.
Pendant l'étape de collage on observe aussi la dissolution de l'air résiduel dans le matériau de l'intercalaire.
L'invention est décrite de manière détaillée dans la suite de la description en faisant référence aux planches de dessin dans lesquelles : - la figure la est une demi vue en coupe représentant schématiquement un tube de l'art antérieur ; - la figure 1 b est une vue analogue à la précédente montrant le principe de réalisation selon l'invention ; - la figure 2 présente de manière agrandie un détail de la figure
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1b ; - la figure 3 représente une coupe schématique partielle de la structure feuilletée de la face avant d'un tube selon l'invention ; - la figure 4 est un diagramme illustrant un cycle de production d'un feuilletage selon l'invention ;
- la figure 5 est un schéma synoptique d'un traitement selon l'invention.
Le tube traditionnel 1, présenté à la figure la est constitué de deux parties distinctes : la face avant ou écran 2 ; et le culot du tube 3. Ces
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deux parties sont fabriquées séparément et assemblées habituellement par frittage après mise en place des éléments internes (masque, cathode...). La jonction entre les deux parties est référencée 4. La face avant est obtenue par moulage suivi d'un polissage mécanique.
La figure la montre la face avant 2 d'épaisseur el très supérieure 1 à celle du culot 3.. Cette représentation schématique traduit la nécessité de mettre en oeuvre une épaisseur en rapport avec les contraintes imposées au matériau du fait du vide régnant dans le tube. La géométrie de l'ensemble produit les efforts les plus importants sur la face avant. Pour cette raison, pour les très grands écrans, l'épaisseur el de la face 2 peut dépasser 15mm et atteindre 20mm. La part la plus importante de la masse de verre se trouve en conséquence dans cette partie du tube.
C'est aussi cette face 2 qui peut être revêtue d'un film protecteur pour améliorer la résistance à l'impact. En dépit de son épaisseur, la face monolithique n'offre pas toutes les garanties en cas d'implosion. Le film protecteur, en cas d'accident de ce type, prévient la projection des fragments de verre.
Le mode selon l'invention, présenté à la figure Ib dans une configuration analogue, comprend un tube dont l'épaisseur de la face avant, e, les autres dimensions restant inchangées, est inférieure à e Typiquement, pour des dimensions identiques à celle d'un tube traditionnel dont l'épaisseur el est de 19mm, le tube selon l'invention présentant la même résistance une fois feuilleté, peut avoir une épaisseur e qui ne dépasse pas 15mm.
L'économie de matériau, constituant le tube, est donc très importante. Pour un tube de 80cm de diagonale (32"), le gain de poids de verre du tube est de l'ordre de 3kg. Ceci se traduit par un coût moindre sans perte de qualité.
Par ailleurs la face 2 présente, sur toute la surface plane utile, une feuille intercalaire 5, d'un matériau tel que le PVB, et une feuille de verre 6. Ces éléments constituant le feuilletage présentent des épaisseurs el pour l'intercalaire, ef, pour la feuille, qui sont relativement petites, de telle sorte que l'épaisseur totale du feuilletage, e3, n'est normalement pas supérieure à Ci.
Suivant l'exemple donné précédemment, l'écran selon l'invention dont l'épaisseur e est de 15mm, est feuilleté avec une feuille intercalaire de PVB d'épaisseur e" égale à 0, 7mm, et une feuille de verre superficielle de 2mm. L'ensemble feuilleté est un peu moins épais (e3= 17, 7mm) et présente des propriétés mécaniques au moins équivalentes à celles du tube à face monolithique de l'art antérieur.
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L'utilisation d'une feuille de verre permet non seulement de réduire la consommation de verre du tube, mais rend plus commode la réalisation des couches fonctionnelles.
La figure 3 montre de façon schématique un ensemble répondant aux fonctions les plus usuelles. Le substrat 2 du tube est feuilleté comme indiqué précédemment, avec un intercalaire 5, et une feuille de verre superficielle 6. Cette feuille est elle même revêtue de couches minces. Une première couche conductrice 7, est reliée à la masse par un contact non représenté, pour éliminer l'électricité statique. Cette couche est par exemple en Snob, d'épaisseur de l'ordre de lOOnm. Elle est obtenue par une technique de pyrolyse gazeuse, qui présente l'avantage d'être relativement peu coûteuse. Les conditions de mise en oeuvre, en particulier le dépôt à température élevée, ne posent pas de problème étant donné que la formation de cette couche se fait sur la feuille de verre avant assemblage.
Les seules limites sont alors celles liées à la feuille elle même, contrairement aux opérations analogues effectuées antérieurement sur des tubes complets qui imposent d'opérer dans des conditions, notamment de température, compatibles avec tous les constituants du tube.
La couche 8 est par exemple une couche antiréfléchissante de Sitz, d'environ HOnm d'épaisseur, obtenue avantageusement également par pyrolyse gazeuse. Elle présente une bonne résistance à l'abrasion, et protège la couche de SnO contre les rayures.
D'autres couches peuvent encore compléter l'ensemble, notamment des couches protégeant contre les émissions électromagnétiques, des couches améliorant le contraste... 1
La figure 3 présente les couches sur la face externe de la feuille de verre 6. On peut aussi disposer une ou plusieurs couches sur la face interne de cette feuille, ou encore sur une feuille intercalaire appropriée comme une feuille de PET placée entre deux feuilles de PVB.
Parmi les autres fonctionnalités liées à l'invention, celle concernant le réglage uniforme de l'absorption lumineuse est particulièrement intéressante. Il s'agit de régler une part importante de la lumière transmise par l'écran, au moyen des éléments du feuilletage, notamment au moyen de la feuille de verre.
La transmission lumineuse du tube 2 n'est jamais complète, mais l'on peut s'efforcer de faire en sorte qu'elle soit la plus élevée possible, pour éviter les défauts d'uniformité qui résultent des variations d'épaisseur constatées notamment sur les bords de l'écran. Si pour les épaisseurs de l'ordre
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de 15mm, la transmission du verre du tube 2, est de 80%, il est possible de ramener cette transmission pour le feuilletage donné en exemple, à environ 35% en choisissant le verre de la feuille 6 de façon convenable.
A titre indicatif un verre gris foncé de composition chimique suivante est utilisé en pourcentage pondéral SiO 71,46 Al203 1,664
CaO 8,09 MgO 4,62 NaO 13,13 K2O 0,104
TiOz 0,037 Fe 0, 655 SO3 0, 192 en parties par million
Co 187 Ni- < 3
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Se 58 Cr203 190
MnO 50
La transmission lumineuse de ce verre pour une épaisseur de 2mm s'établit à 45%. Dans ces conditions l'assemblage feuilleté, constitué comme indiqué précédemment, présente une transmission de 36%.
Dans l'exemple donné, la fabrication du feuilletage suit le cycle représenté aux la figures 4 et 5.
Le tube complet, avec la face avant munie d'une feuille de PVB de 0,7mm, et d'une feuille de verre de 2mm, est placé dans une enveloppe annulaire hermétique 9. Le maintien en place des feuilles est obtenu par simple adhérence. L'enveloppe 9 est raccordée à une pompe non représentée. Elle est placée dans le compartiment 12 d'une enceinte qui peut être mise en température par des moyens de chauffage, par exemple radiants, schématisés 10.
Dans le premier temps, le vide partiel p, de 80millibars, est fait dans l'enveloppe en une minute environ. Le compartiment 12 de l'enceinte est également mis sous vide partiel pz. La pression p est légèrement supérieure à celle, pi, régnant dans l'enveloppe. Simultanément l'enceinte est chauffée. La montée en température de l'ensemble Il n'est pas supérieure à 20 C par minute pour permettre une dégazage suffisant à la fin de montée en
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température, qui intervint environ entre 5 et 6 minutes après le début du cycle. Dans ce cas la température à la fin du dégazage est de 90 C. La montée en température progressive assure l'évacuation de l'air avant que le"collage" proprement dit se produise.
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Dans la pratique le compartiment 12 est maintenu en chauffage continu. La montée en température progressive est la conséquence de l'inertie thermique de l'ensemble 11.
En effectuant le chauffage comme schématisé, à partir des moyens disposés face à la partie à feuilleter, on peut éviter un échauffement trop important du culot du tube qui n'est pas exposé directement à ces moyens de chauffage.
L'ensemble 11 est transféré dans le compartiment 13 contigu au précédent. Ce compartiment est également muni de moyens de chauffage 10, qui comme précédemment, laissent le culot du tube à une température inférieure à celle à laquelle la partie à feuilleter est soumise.
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La pression atmosphérique, Pa, règne dans ce compartiment 13, alors que le vide partiel, pi, est maintenu dans l'enveloppe 9. De cette façon, l'ensemble est soumis à une pression équivalente à la différence pa-pl, qui favorise le collage.
Le compartiment 13 est maintenu à un palier de température de l'ordre de 130 C pendant 7 à 8 minutes, tout en conservant le vide dans l'enveloppe. Durant cette phase, le ramollissement relatif du PVB, et la pression, exercée sur l'ensemble conduisent à la dissolution de l'air résiduel, et font pénétrer le PVB dans les micro-irrégularités de surface des deux faces de verre.
La fin du cycle correspond à un refroidissement jusqu'à la température ambiante. Il est réalisé de préférence hors de l'enceinte.
L'exemple qui vient d'être présenté, est celui de production du feuilletage sur le tube complet, c'est à dire après que la face 2 ait été fixée au culot 3. La même technique peut être reproduite en procédant au feuilletage sur la seule face avant. Dans ce cas cependant, après que les éléments internes aient été mis en place, le frittage des deux parties du tube doit être effectué en protégeant le feuilletage contre un échauffement excessif. La difficulté à prévenir un échauffement excessif rend préférable la solution qui consiste à réaliser le feuilletage sur le tube complet.
Dans l'hypothèse du traitement effectué sur la face avant seule, il est possible de remplacer l'étape de dégazage sous vide par un dégazage par calandrage suivi d'une étape de collage du type de celle décrite ci-dessus.
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CATHODE RAY TUBE WITH LAMINATED SIDE.
The invention relates to cathode ray tubes and more particularly those of these tubes used for television sets having a large screen.
The development of large televisions, for example 80cm diagonal (32 ") or more, has led to specific constructions of cathode ray tubes. At the same time, the requirements for quality and safety are constantly increasing, which creates new constraints. production material of these cathode ray tubes.
Thus, for large screens it is necessary to use tubes, very thick to provide adequate resistance to the pressure they undergo. For screens of 80cm diagonal, the thickness of the tube on its front face is not less than 15mm. The manufacturing method of the front face also leads to significant thicknesses on the edges, and in particular in the corners. These features are all the more marked as the screen is flatter.
The glass used to manufacture cathode ray tubes is expensive. In the case of large-sized tubes, this cost is all the more sensitive the greater the quantity of glass required.
In an attempt to minimize the thickness of glass necessary to meet the security requirements of these large tubes, manufacturers use, for example, an envelope made of a polymer film. The main role of this envelope pressed against the tube is to reduce the risk of projection by implosion. It also allows, to a limited extent, to reduce the risk of implosion itself in the event of an impact. 1
If the presence of the envelope allows, to a certain extent, to meet the security requirements, it raises other problems. First of all, the films used, even suitably chosen, offer a lower hardness than that of the glass constituting the tube, and the screen is then sensitive to scratches.
Starting from traditional constructions, the presence of the film also requires an adaptation so that the front face offers all the required properties, in particular: antistatic protection, anti-reflective etc. In
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in particular, the anti-reflective layers must necessarily be applied to the polymer film. Consequently, the deposition techniques used are limited to those which do not affect the integrity of the film.
An object of the invention is to allow the production of large size cathode ray tubes, meeting all safety standards in terms of resistance to implosion, while limiting the thickness, and therefore the mass of glass used, without reducing the hardness of the front face of the tubes.
Furthermore, for the image formed on the front face of the tube to be suitably contrasted, the light transmission of the assembly constituting this face must be kept within precise limits. This 1 transmission is for example of the order of 45 to 55%. The limitation of transmission is traditionally regulated by the glass of the tube. These include limitation of transmission by coloring the glass in the mass. This makes it possible to obtain perfect stability over time, and insensitivity to external aggressions.
This construction is satisfactory when the thickness of the glass is equal at any point on the screen. Conversely, for large flat screens, local variations in thickness do not allow light transmission to be adjusted using the glass of the tube alone. In practice, for these large screens, the light transmission is regulated, at least in part, by means of additional layers, for example made of titanium nitride, deposited on the face of the tube. This provision is not without difficulties. It is indeed necessary to have a perfectly unalterable layer. and of perfectly constant thickness, this on a substrate which must also receive the other functional layers. The formation of these layers is carried out on the finished tube and, consequently, under in particular restrictive temperature conditions.
The treatments resulting in the formation of these layers will typically take place at less than 140 C. These constraints considerably limit the techniques that can be used; and significantly increase these operations.
Another object of the invention is to allow the production of large flat cathode screens, which have a uniform light transmission over their entire surface, without presenting the difficulties associated with the prior use of adjustment layers deposited on the substrate. glassmaker.
The flatness of large tubes is not yet perfect despite efforts in this direction. Under current industrial conditions, the method of production comprising the polishing of the external face of
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the screen does not completely eliminate large-scale irregularities. Typically these surface irregularities, which appear for example on amplitudes of about ten centimeters, can reach
0.5mm, and are clearly noticeable in grazing incidence. Even if the precision of the images is not impaired under the usual incidences of use, the perception of these irregularities by consumers undermines the idea of quality that manufacturers strive to produce for their customers.
For this reason, having perfectly flat screens remains a demand from manufacturers which is not perfectly satisfied. The invention proposes to also meet this expectation.
The inventors have shown that it is possible to achieve these aims, and other advantageous effects which will be specified in the following description, by producing on the front face of a cathode-ray tube, a laminating comprising, in addition to the substrate constituted by the glass of the cathode ray tube, at least one interlayer sheet of a material traditionally used in the production of laminated glazing, and at least one glass sheet constituting the external face, a sheet of glass which can be colored in the mass and optionally coated with functional thin layers.
For convenience of description, in the following reference is made to an interlayer sheet and a glass sheet. This is not limiting, the same explanations given on this subject may apply to the case of multiple sheets.
The implementation of a laminated structure, in other words the addition according to the invention of a suitably chosen glass sheet, secured to the cathode ray tube, makes it possible, paradoxically, to maintain or even increase the resistance to impact while reducing the mass of glass constituting the tube, and even if necessary, reducing the mass of the assembly comprising the lamination compared to the traditional non-laminated tube. It appears in fact that the laminated structure offers overall better resistance as required by the standards in force (EN 60065 ,, ANSI / UL 1418), with equal thickness, than the glass of the tube alone.
Without being bound by this interpretation, it seems that the presence of the interlayer in material having a plasticity greater than that of glass, gives the whole a better absorption of the energy of impacts and better ensures the maintenance of the fragments in case implosion. Under these conditions, the thickness of the glass of the front face of the tube itself, less dependent on obtaining this resistance, can be reduced accordingly.
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In the structures according to the invention, the lamination only concerns the flat part of the front face. In practice, for large flat screens, this surface covers the entire "useful" part of the screen, that is to say the whole of this front face, excluding the curved edges which constitute a strip of the order 1 to 3cm wide. It is the thickness of this flat part of the tube which is advantageously reduced. Given the dimensions of this face, the reduction in weight of the tube alone can reach from 0.5 to 3 kg per screen. This gain is significant given the cost of the glasses used to manufacture these front panels. The savings made greatly exceed the additional cost of additional elements, spacers and glass sheets.
The choice of intermediate material can advantageously be made from the group comprising polyvinyl butyral (PVB) sheets, polyvinyl acetate (EVA), polyurethane (PU) and similar materials used for laminating glazing.
Given the flatness of the faces to be coated, the choice of intermediate materials can include those of these materials which, even in thin sheet, show a lack of elasticity to match a spherical curvature. This is the case in particular of certain polyesters (PET type), the use of which is not possible for making laminates which must undergo a bending with double curvature. double curvature bending.
A thin interlayer may suffice to fix the glass sheet in an appropriate manner, but the mechanical properties of the assembly will be slightly improved, in particular if this thin interlayer is associated with a surface glass sheet also of relatively small thickness. Preferably, taking into account the fact that the intermediate sheet at least partially absorbs the flatness defects, its thickness is not less than the amplitude of the defects to be corrected. Furthermore, if to a certain extent the qualities of mechanical resistance increase with the thickness of the interlayer, beyond a certain thickness the gain is no longer significant. Too much thickness can even be detrimental to the stability of the assembly.
Finally if the density of the interlayer materials is less than that of glass, a thickness greater than that strictly necessary results in an undesirable increase in weight. For these reasons the thickness of the interlayer sheet does not in practice exceed 5mm, and is at less than 0.3mm. The thickness of the interlayer is preferably between 0.5 and 3mm.
The thickness of the surface glass sheet can also be chosen within a fairly wide range. The thicker the leaves, the more
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great is the mechanical resistance, and better can be the flatness But the increase in thickness leads to an increase in weight without, beyond a certain threshold, that this responds to an additional necessary improvement, in particular of mechanical properties. In practice, a thickness of 4mm is the limit which it is advantageous not to exceed for weight considerations. Preferably the thickness of the glass sheet does not exceed 3mm. The sheet can be as thin as 0.5mm and already confer a significant part of the desired mechanical reinforcement effect.
In addition, this reinforcement can be significantly increased by the use of a sheet of tempered glass. For the smallest thicknesses, of the order of 0.5 mm, chemical quenching is preferred in order to have the best possible resistance under these small thicknesses.
In the foregoing, we have indicated the presence according to the invention of an interlayer sheet. It is also possible to form a laminate comprising several sheets, which makes it possible to best adapt the properties of the assembly to the intended use. It is possible for example to insert a polyester terephthalate (PET) sheet between two PVB sheets, and to take advantage of the mechanical qualities of the PET sheet for example to support thin functional layers as described below.
An advantage of the structures according to the invention is to be able to achieve the limitation of the light transmission at the level of the elements fixed on the front face of the tube, and therefore, as indicated above, to overcome the problem of local differences d thickness of the glass of the tube, or that of the constitution of a specific layer deposited on the tube. 1
The light transmission according to the invention can be adjusted from those of the interlayer, of the glass sheet, or of a combination of the two. If the interlayer is caused to absorb a large part of the flatness defects, it follows that its thickness, in the lamination, can vary significantly.
In this case, it goes without saying that it is preferable not to control the transmission by an appropriate coloring in the mass of this interlayer. The glass sheet does not experience this difficulty. Even subject to deformations consecutive to flatness defects, its thickness remains unchanged and the absorption remains uniform.
Furthermore, the interlayer sheets are commercially available in a limited number of characteristics, in particular with regard to color. The adjustment of the light absorption then optionally requires combining several intermediate sheets, one colored,
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other colorless, to achieve the required absorption. The use of several sheets inevitably complicates the production of the puff pastry.
The absorption of the entire front face of the tube is between 40 and 60% so that the image is suitably contrasted, and preferably between 45 and 55%. Throughout the present description, the transmission values given are the total transmissions measured under the illuminant C.
Even if it is chosen so that its light transmission is high, given its thickness, the glass of the tube absorbs on the order of 15 to 20%. Under these conditions, the absorption resulting from the interlayer-surface glass sheet, including the additional functional layers possibly deposited on the latter, must be approximately 35 to 50%. The adjustment of this absorption can be obtained by means in particular of a coloring in the mass of the glass.
The glass of the leaf is chosen for its absorption, but also according to its color. The manufacturers' preference is a gray color, which gives the non-active screen a dark gray coloring. Glasses satisfying these conditions are, for example, those described in published patent applications FR-A 2738238 and 2738240. These series of glasses offer a range of more or less absorbent gray. It is thus possible to adapt the absorption to the chosen thickness.
In addition to absorption, the surface glass sheet can also confer additional properties, in particular by means of the thin layers which it can carry. An advantage of the invention is to allow the constitution of these layers on the glass sheet before it is assembled to the cathode ray tube. This way of proceeding overcomes the limitations imposed by the nature of the tube. It is possible to use techniques for forming these layers which require temperatures or atmospheres incompatible with the other components of the tube. In particular the usual techniques of layer formation by gas pyrolysis (CVD), which for many take place at temperatures above 4000C, can be used without risk.
A conductive layer is normally present on the front side to eliminate static charges. These layers have a thickness of at least a few tens of nanometers (20 to 50), but can reach 600 nanometers.
To meet the requirements of manufacturers, the layers must have sufficient conductivity. In practice these layers do not
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must not have a resistance greater than 1070 / =; and preferably not more than 1030 / CJ
These may especially be layers of SnO, optionally doped with fluorine or containing antimony, to increase the conductivity. They are advantageously deposited at the stage of production of the sheet itself, for example by gas pyrolysis of a tin oxide precursor, such as tin monobutyltrichloride, or by liquid pyrolysis with, for example, chloride. of tin as a precursor.
It can also be layers based on indium tin oxide (ITO), or zinc oxide doped with aluminum, deposited in particular by vacuum techniques such as evaporation, magnetic field assisted spraying ...
Traditionally, CRT screens also have an anti-reflective layer.
The anti-reflective effect is obtained by the formation of one or more layers of clearly defined index and thickness. As an indication, on a conductive layer of Snob, as indicated above, there is advantageously a layer of Sitz, 50 to 500 nanometers thick.
This type of layer, as before, can be deposited by a 'gas pyrolysis technique according to known methods. Precursors such as tetraethoxysilane (TEOS) or silane SiH4 are used in particular, and the deposition is carried out also at the stage of production of the glass sheet.
The reinforcement of the antireflective effect can be obtained by the insertion of an intermediate layer between the glass and the conductive layer of Snob, or by the multiplication of doublets of layers alternately at high and low index.
The laminating of the tubes according to the invention can also provide other functionalities by means of the layers deposited on the glass sheet, or, where appropriate on an interlayer sheet. It is possible, for example, to apply a layer based on silver to form a shield against electromagnetic radiation, or infrared. It is also possible to form an absorbent layer consisting for example of a titanium nitride or
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chrome ... 1
These layers, and their method of production, are of course given for information only. These examples are only intended to show the facilities offered by the implementation of the invention in the constitution of cathode ray tubes with laminated front face.
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The invention also relates to the production of the laminated front faces of the cathode ray tubes. The production of these assemblies must in fact take into account the specificity of the products treated, even if the principles used are derived from those used for laminating glazing.
The tube manufacturers claim in particular that the lamination treatments can be carried out at a final stage of production, that is to say, at a time when the tube comprises elements such as masks, electrodes, etc. This leads to restricting the techniques used to those of them which, in particular, do not require high temperatures or pressures.
Traditionally laminating glazing comprises two stages, a degassing stage and a bonding stage. This last step is carried out under pressure from 12 to 13 atmospheres, at a temperature of the order of 150 C. These conditions are difficult to practice for the treatment of "finished" tubes. In order not to risk the deterioration of the elements previously installed, the manufacturers request, for example, that the temperature does not exceed 120oC, and preferably be lower than 100 C at the level of the base of the tube.
The inventors have shown that by very precisely choosing the parameters of the treatment sequences, it is possible to produce a lamination meeting the requirements of mechanical strength, light transmission, flatness, aging, and which, even when subjected to intense radiation, retains its qualities, without revealing any defects such as the presence of bubbles, or loss of transparency.
According to the invention the preparation of the interlayer sheet, like that of the glass sheet, is carried out in the traditional way. These elements are cut to the dimensions of the flat part of the front face, that is to say a dimension slightly smaller than that of the tube. The interlayer sheet is generally a little larger than the surface glass sheet to allow for the shrinkage that may occur during subsequent processing. This is particularly the case when using a PVB or EVA sheet.
According to the invention, if the lamination is carried out on the complete tube, the constituent elements, suitably dusted and degreased, are degassed under vacuum. Given the complex shape of the tube, it is very difficult to envisage a degassing operation other than by vacuum.
For glazing, we know that it is possible to use calendering type techniques. These techniques are difficult to perform in the case
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considered. In the event that the lamination is carried out on the single molded block constituting the front face of the tube, in other words before the sealing of this face with the base of the tube, it is possible to degas under pressure, by calendering the elements to leaf through.
The vacuum degassing is advantageously done by placing the whole of the tube, the interlayer, and the glass sheet in a flexible envelope. An alternative solution used for making laminated glazing consists of placing a ring which is plate on the periphery of the glazing, here the edge of the sheet and the neighboring part of the tube.
The partial vacuum is applied in this envelope and simultaneously there is a gradual rise in temperature. At this 1 stage, to allow proper elimination of the gases, it is ensured that the vacuum applied is not accompanied by pressure on the faces of the assembly. For this, it is usual to have the assembly in an enclosure in which can also be established a partial vacuum slightly less intense than that which is exerted in the envelope or in the degassing ring.
These partial voids are chosen so that their obtaining does not require very specific installation, even if the degassing is all the more effective as the vacuum is higher. To guarantee satisfactory degassing, whatever the treatment time, it is necessary to have a degassing pressure of less than 500 millibars. In practice, for the degassing time to be short enough, a pressure reduced to about 100 millibars is suitable. As indicated above, the enclosure itself is in depression. The difference between the pressure in the enclosure and that exerted on the degassed assembly is maintained at a few tens of millibars.
The temperature rise during this first part of, the operation is carried out so that the level corresponding approximately to the bonding temperature is reached while the degassing is completed. A too rapid rise would lead, by a premature bonding of the edges, to trap air in the laminating. To obtain faultless degassing, at the pressures indicated, a duration greater than 3 minutes is preferred. Advantageously, this duration is of the order of 5 to 10 minutes.
The temperature not to be exceeded, as indicated above, is that which the treated object can withstand without damage. If it is a complete tube, the temperature at the base of the tube must be less than 120 C, and preferably less than 100 C. If only the front face of the tube is treated, the temperature can be a little more high, but not reaching
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the temperatures for which the intermediate materials would no longer have a sufficient viscosity. For PVB for example, this temperature should not exceed approximately 1500C.
The tubes in their vacuum envelope are advantageously placed directly in the enclosure for the entire treatment. In fact, for industrial series, the products can pass through different compartments adapted to the successive conditions of treatment.
The next step ensures the gluing of the elements of the lamination.
In this step the temperature is maintained at the value corresponding to a certain softening of the interlayer material. At the same time, the assembly is subjected to pressure, for example by bringing the enclosure back to ambient pressure.
The softening of the interlayer ensures its penetration into the micro-roughnesses of the surface of the glass of the tube and of the surface sheet. This allows, if necessary to limit the polishing operations of the front face of the tube, necessary operations starting from an element usually obtained by molding.
The softening of the interlayer material allows a certain catching up of the surface unevenness of large amplitude, provided that these are proportional to the thickness of the interlayer.
During the bonding step, the dissolution of the residual air in the interlayer material is also observed.
The invention is described in detail in the following description with reference to the drawing boards in which: - Figure la is a half sectional view schematically representing a tube of the prior art; - Figure 1b is a view similar to the previous showing the principle of embodiment according to the invention; - Figure 2 shows an enlarged detail of the figure
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1b; - Figure 3 shows a partial schematic section of the laminated structure of the front face of a tube according to the invention; - Figure 4 is a diagram illustrating a production cycle of a lamination according to the invention;
- Figure 5 is a block diagram of a treatment according to the invention.
The traditional tube 1, presented in FIG. 1 a, consists of two distinct parts: the front face or screen 2; and the base of tube 3. These
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two parts are manufactured separately and usually assembled by sintering after placing the internal elements (mask, cathode ...). The junction between the two parts is referenced 4. The front face is obtained by molding followed by mechanical polishing.
The figure shows the front face 2 of thickness el much greater than that of the base 3. This schematic representation reflects the need to implement a thickness in relation to the constraints imposed on the material due to the vacuum prevailing in the tube . The geometry of the assembly produces the greatest efforts on the front face. For this reason, for very large screens, the thickness el of the face 2 can exceed 15mm and reach 20mm. The largest part of the glass mass is therefore found in this part of the tube.
It is also this face 2 which can be coated with a protective film to improve impact resistance. Despite its thickness, the monolithic face does not offer all the guarantees in the event of implosion. The protective film, in the event of an accident of this type, prevents the projection of glass fragments.
The mode according to the invention, presented in FIG. 1b in a similar configuration, comprises a tube whose thickness of the front face, e, the other dimensions remaining unchanged, is less than e Typically, for dimensions identical to that of 'a traditional tube whose thickness el is 19mm, the tube according to the invention having the same resistance once laminated, can have a thickness e which does not exceed 15mm.
The saving of material constituting the tube is therefore very important. For an 80cm diagonal (32 ") tube, the glass weight gain of the tube is around 3kg. This translates into a lower cost without loss of quality.
Furthermore, the face 2 has, over the entire useful flat surface, an intermediate sheet 5, of a material such as PVB, and a glass sheet 6. These elements constituting the lamination have thicknesses el for the interlayer, ef , for the sheet, which are relatively small, so that the total thickness of the lamination, e3, is normally not greater than Ci.
According to the example given above, the screen according to the invention, the thickness e of which is 15mm, is laminated with an interlayer sheet of PVB of thickness e "equal to 0.7mm, and a sheet of surface glass of 2mm The laminated assembly is slightly thinner (e3 = 17.7mm) and has mechanical properties at least equivalent to those of the tube with a monolithic face of the prior art.
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The use of a glass sheet not only makes it possible to reduce the consumption of glass in the tube, but also makes it easier to produce the functional layers.
Figure 3 shows schematically an assembly responding to the most common functions. The substrate 2 of the tube is laminated as indicated above, with an interlayer 5, and a sheet of surface glass 6. This sheet is itself coated with thin layers. A first conductive layer 7 is connected to ground by a contact not shown, to eliminate static electricity. This layer is for example made of Snob, with a thickness of the order of lOOnm. It is obtained by a gas pyrolysis technique, which has the advantage of being relatively inexpensive. The conditions of implementation, in particular the deposition at high temperature, do not pose any problem since the formation of this layer takes place on the glass sheet before assembly.
The only limits are then those linked to the sheet itself, unlike analogous operations previously carried out on complete tubes which require operating under conditions, in particular of temperature, compatible with all the constituents of the tube.
The layer 8 is for example an anti-reflective Sitz layer, of approximately HOnm thickness, advantageously obtained also by gas pyrolysis. It has good abrasion resistance, and protects the SnO layer from scratches.
Other layers can also complete the assembly, in particular layers protecting against electromagnetic emissions, layers improving contrast ... 1
FIG. 3 shows the layers on the external face of the glass sheet 6. It is also possible to have one or more layers on the internal face of this sheet, or alternatively on an appropriate interlayer sheet such as a PET sheet placed between two sheets of PVB.
Among the other functionalities linked to the invention, that concerning the uniform adjustment of the light absorption is particularly advantageous. It is a question of regulating a significant part of the light transmitted by the screen, by means of the elements of the lamination, in particular by means of the glass sheet.
The light transmission of the tube 2 is never complete, but an effort can be made to ensure that it is as high as possible, in order to avoid the defects of uniformity which result from the variations in thickness noted in particular on the edges of the screen. If for order thicknesses
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of 15mm, the transmission of the glass of the tube 2, is 80%, it is possible to reduce this transmission for the laminating given in example, to approximately 35% by choosing the glass of the sheet 6 in a suitable manner.
As an indication, a dark gray glass with the following chemical composition is used in percentage by weight SiO 71.46 Al203 1.664
CaO 8.09 MgO 4.62 NaO 13.13 K2O 0.104
TiOz 0.037 Fe 0.655 SO3 0.192 in parts per million
Co 187 Ni- <3
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Se 58 Cr203 190
MnO 50
The light transmission of this glass for a thickness of 2mm is 45%. Under these conditions, the laminated assembly, constituted as indicated above, has a transmission of 36%.
In the example given, the manufacturing of the lamination follows the cycle shown in FIGS. 4 and 5.
The complete tube, with the front face provided with a 0.7 mm PVB sheet, and a 2 mm glass sheet, is placed in an airtight annular envelope 9. The sheets are held in place by simple adhesion . The casing 9 is connected to a pump, not shown. It is placed in compartment 12 of an enclosure which can be brought to temperature by heating means, for example radiant, shown diagrammatically 10.
At first, the partial vacuum p, of 80millibars, is made in the envelope in about one minute. The compartment 12 of the enclosure is also placed under partial vacuum pz. The pressure p is slightly higher than that, pi, prevailing in the envelope. Simultaneously the enclosure is heated. The temperature rise of the assembly It is not greater than 20 C per minute to allow sufficient degassing at the end of the rise in
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temperature, which occurred approximately between 5 and 6 minutes after the start of the cycle. In this case, the temperature at the end of degassing is 90 C. The gradual rise in temperature ensures the evacuation of the air before the actual "sticking" occurs.
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In practice, the compartment 12 is kept under continuous heating. The gradual rise in temperature is the consequence of the thermal inertia of the assembly 11.
By carrying out the heating as shown diagrammatically, using the means arranged facing the part to be leafed through, it is possible to avoid excessive heating of the base of the tube which is not exposed directly to these heating means.
The assembly 11 is transferred to the compartment 13 contiguous to the previous one. This compartment is also provided with heating means 10, which as before, leave the base of the tube at a temperature lower than that to which the part to be leafed is subjected.
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Atmospheric pressure, Pa, prevails in this compartment 13, while the partial vacuum, pi, is maintained in the envelope 9. In this way, the assembly is subjected to a pressure equivalent to the difference pa-pl, which favors collage.
The compartment 13 is maintained at a temperature level of the order of 130 C for 7 to 8 minutes, while maintaining the vacuum in the envelope. During this phase, the relative softening of the PVB and the pressure exerted on the assembly lead to the dissolution of the residual air, and cause the PVB to penetrate into the micro-irregularities of the surface of the two glass faces.
The end of the cycle corresponds to cooling down to room temperature. It is preferably carried out outside the enclosure.
The example which has just been presented is that of producing the lamination on the complete tube, that is to say after the face 2 has been fixed to the base 3. The same technique can be reproduced by proceeding to the lamination single front side. In this case, however, after the internal elements have been put in place, the sintering of the two parts of the tube must be carried out while protecting the lamination against excessive heating. The difficulty in preventing excessive heating makes preferable the solution which consists in carrying out the lamination on the complete tube.
In the hypothesis of the treatment carried out on the front face alone, it is possible to replace the degassing step under vacuum by a degassing by calendering followed by a bonding step of the type described above.