CN1088250C - 制造阴极射线管金属化荧光屏的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制造CRT金属化发光屏的方法。在屏盘内表面上淀积至少一荧光粉层，以形成荧光屏(10)。预热含所述荧光屏的所述屏盘至等于或超过最低成膜温度的温度(12)，用水涂敷荧光屏进行预湿(14)。在预湿荧光屏上涂敷含平均分子量为250000～500000的丙烯酸酯与异丁烯酸酯的共聚物的水乳成膜液(16)，干燥后，形成膜层。接着，在膜层上淀积铝层(20)，用封接操作工艺加热屏盘和锥体，使带金属化屏的屏盘与锥体封接。
Description
本发明涉及制造阴极射线管(CRT)屏盘上金属化荧光屏的方法，特别涉及在荧光屏上淀积单层含水成膜乳液的方法，该含水成膜乳液具有较低的杂质含量和最佳的化学结构和分子量，即使在无氧环境下，也能彻底而有效地进行退火，同时进行屏盘与CRT锥体的封接。
制造彩色阴极射线管时，例如制造彩色电视图像管或彩色显示管时，为了将屏的荧光粉产生的所有光线通过屏盘向外引向观众，使屏的亮度最大化。要在荧光屏上形成铝层。三种不同的荧光屏光粉：蓝、绿和红以条形或点状三个一组地排列，淀积在屏盘观看屏面上的各种构成荧光屏。由于荧光粉材料的颗粒尺寸不同，这些荧光粉淀积表面不规则。显然，直接对这种淀积表面涂敷铝层将具有极不规则的与荧光粉颗粒的表面轮廓一致的表面。应避免不规则的铝层，不规则的铝层会破坏预定的光谱反射性能。因此，在荧光粉淀积层上设置可挥发的有机材料膜层，提供在其上淀积铝层的光滑基底，并防止铝对屏的渗透。
由于以溶剂为基的成膜漆易燃，并有其它的环境问题，因而乳胶膜优于该已有的以溶剂为基的成膜漆。但是，常规乳胶膜的缺点是，大多数成膜乳胶聚合物的平均分子量大于106，并要求在进行屏盘与锥体的玻璃熔料封接之前，专门进行屏盘烘焙，从膜层和荧光屏去除所有易挥发成份。因此，为制造CRT，这种乳胶膜要求额外的制造工序和时间。
美国专利5145511(1992.9.8授予Patel等人)披露了一种同时对荧光屏的有机成份和迭置的乳胶膜层进行退火以及进行屏盘与锥体封接的方法。美国专利5145511中的成膜乳胶为常规成膜乳胶，其丙烯酸树脂含量约为11wt％以下，低于其它常规乳胶树脂含量，可以使屏盘退火与玻璃熔料封接步骤合并。使用丙稀酸树脂含量低的成膜乳胶的缺点是，所形成的膜层不如用较高树脂含量的乳胶形成的光滑，某些情况下，还对铝膜的均匀性和屏的亮度有不利作用。此外，美国专利5145511中所述的方法要求平缓的升温速度和较长的烘焙周期，以挥发乳胶膜和实现同时进行的屏盘退火与玻璃熔料封接工艺操作。这样增加了制造时间，降低制造效率，导致高生产成本。
因此，为了提供光滑表面，在该表面上淀积铝膜，希望提供具有高于美国专利5145511中所述有机含量的较高有机含量的乳胶膜，同时减少成膜乳胶中聚合物的平均分子量，以便缩短屏盘退火与玻璃熔料封接时间。
本发明涉及制造CRT金属化荧光屏的方法。为形成荧光屏，在屏盘内表面上至少淀积一层荧光粉层。预热带荧光屏的屏盘至等于或稍大于最低成膜温度，将水涂敷在荧光屏上进行预湿。将含平均分子量250000～500000并且含量11-18wt％的丙烯酸酯与异丁烯酸酯共聚物的含水成膜乳液涂敷在预湿荧光屏上，进行干燥，形成膜。接着，在该膜上淀积铝膜，对带有金属化的屏的屏盘和锥体加热，经过封接操作工序使屏盘与锥体封接。封接工序具有升至第一温度的第一温升速度和低于第一速度、升至第二温度的第二温升速度。第一温度与第二温度间的温差足以挥发该膜。第二温度保持的时间周期足以使屏盘与锥体玻璃熔封。然后冷却封接的屏盘与锥体。
附图中：
图1是展示本发明方法的方框图；
图2是CRT屏盘和锥体经过封接炉时所经受的温度分布曲线，代表本发明同时进行屏盘退火与玻璃熔料封接操作过程的两个不同实施例(曲线A和B)，和现有技术中同时进行屏盘退火与玻璃熔料封接操作过程(曲线C)。
新方法的步骤类似于常规CRT中所用的步骤，只是本发明的含水成膜乳液具有高于美国专利5145511中所述的丙烯酸树脂的树脂含量，本发明的乳胶聚合物的平均分子量低于所述美国专利中所述的乳胶聚合物平均分子量。较高的树脂含量导致成膜乳胶比现有成膜乳胶更浓缩，还能在单独的步骤中进行涂敷，与屏锥封接一起同时进行退火，而勿需管中额外的氧或气体循环。按专利权人的技术要求已制造该成膜乳胶，提供了最佳的化学结构和相对低的分子量，以使光输出量最大和在短于其它乳胶膜的时间周期内进行彻底而有效的膜层退火。
图1的方框图展示出制造阴极射线管，例如彩色显像管或显示管的屏盘内表面上金属化荧光屏的新方法。首先，依照参考数字10的指示，在屏盘内表面上依序淀积至少一层，最好包括发射蓝、绿、红光的三层荧光粉，这些荧光粉以条形或点状、按颜色组或图像元的循环顺序排列，构成荧光屏光屏。
形成荧光屏之后，将屏盘可拆卸地固定于固定架上，固定架可倾斜并以10-205rpm范围内的各种速率旋转屏盘。按参考数字12的指示，旋转带荧光屏的屏盘，用红外加热器预热屏盘至40-60℃范围的温度内，该温度等于或稍大于下述含水成膜乳液的最低成膜温度。按参考数字14的指示，在旋转屏盘时，用去离子水涂敷屏表面，预湿荧光屏。水温应在约15-50℃之间。
按参考数字16的指示，在荧光屏仍保持湿润时，用含平均分子量250000～500000的丙烯酸酯和异丁烯酸酯的共聚物的含水成膜乳胶的软射束，涂敷旋转的屏盘。用软射束将200～500ml的成膜乳胶散布在旋转屏盘上，该射束大体成切线地与荧光屏表面接触，从而以美国专利3652323(1972.3.28授予B.K.Smith)，中所述的方式经过表面并从那里流出。用成膜乳胶涂敷荧光屏表面之后，以10～205rpm之间范围的速度旋转屏盘，在荧光粉层上均匀分散成膜乳胶并清除多余的乳胶。预湿屏盘用的水提供另外的部分来填充所有荧光粉颗粒之间的空隙，防止成膜乳胶渗透入荧光屏内。因此，成膜乳胶提供覆盖在荧光粉层上的光滑表面。
按参考数字18的指示，加热屏盘至55～60℃范围的温度干燥成膜乳胶，形成膜层。按参考数字20的指示；以类似于美国专利3067055(1959.8.5授予)和美国专利3582390(1971.6.1.授予)(均为T.A.Saulnier，Jr.所有)中所述的方式，使荧光屏和迭置的膜层金属化最好在膜层上蒸发大量的金属铝，淀积铝层。铝层的作用是提供在荧光屏上的导电基底，以便在管子工作期间在其上加电压并将荧光屏所发射的光线通过玻璃屏盘的观看部分向外反射至观众。如上所述，在荧光屏上形成光滑膜层，并在其上淀积铝膜，从而铝膜的镜状反射最大，荧光屏的光输出最佳。
按下列方式制备成膜乳胶。
溶液A：一种含水成膜乳液，在去离子水中含平均分子量为250000～500000范围的丙烯酸酯和异丁烯酸酯的共聚物的悬浮物约46wt％，该成膜液的PH值在20℃时为7.0～8.3，粘度为50～120mPs。可在市场上购得这种由ElfAtochem Italia，Boretto，Italy制造名称为REPOLEM 2161的乳液。成膜乳液中的REPOLEM 2161的固态成份最好在16～18wt％的范围内。
溶液B：一种增塑剂，例二甘醇丁醚醋酸脂，可改善乳胶膜的光滑度并降低其成膜温度。增塑剂的固态成份以成膜乳胶液中的REPOLEM2161的浓度或固体含量的0.5～5wt％的范围内为好。
溶液C：一种2wt％硼酸/聚乙酸乙烯酯络合化合物的水溶液，用去离子水混合适量的由Air Products Co.，New York.N.Y.制造的市售Unisize HA-70制备该溶液。该材料有助于在成膜乳胶干燥期间粘结乳胶微粒，从而提高铝层的镜状反射率，防止涂敷在荧光屏上的图形缺陷。Unisize HA-70的浓度在成膜乳胶中REPOLEM 2161的固态含量或浓度的0.1～0.5wt％的范围内。
溶液D：含胶态氧化硅微粒为30wt％的水溶液，例如由E.I.duPont de Nemours、Wilmington、Del.ludox出售的名称Ludox AM的溶液，它用于改善荧光屏退火后铝层对荧光粉的粘附性。Ludox AM的浓度在成膜乳胶中REPOLEM在固态含量或浓度的2～4wt％的范围内。
去离子水是成膜乳胶液的其余部分。
实 例
本发明的成膜乳胶具有下列组成：
结合351g的溶液A、8.1g的溶液B、13.7g的溶液C和161g的溶液D。把611.1g的去离子水添加在此混合物中，以提供1升成膜乳胶。在将乳胶涂敷于屏幕之前混合该乳胶1小时。
用该成膜乳胶制备的荧光屏不需要在玻璃熔料封接之前单独进行屏盘退火，而是可在屏盘与CRT玻壳锥体的玻璃熔料封接的同一封接操作过程中进行退火。放置屏盘，使屏盘的相应封接边缘与锥体的封接边缘接触，该锥体封接边缘上涂有大量的玻璃熔料。屏盘和锥体均支承于一个装置上，在通过封接退火炉时，使各个部件对准。吃惊的是，由于该成膜乳胶利用了平均分子量在250000～500000范围内、低于其它乳胶成膜树脂的平均分子量的丙烯酸酯和异丁烯酸酯的共聚物，该成膜乳胶的整个经历的封接时间短于仅使用平均分子量大于10″
6″
的丙烯酸树脂共聚物的常规成膜乳胶的该时间。参考数字22指出共同进行屏退火与玻璃熔料封接。操作工艺中的玻璃熔料封接部分用参考数字24代表，操作工艺中的冷却部分用参考数字26代表。图2中分别用曲线A和B代表适于本乳胶用的两个封接操作过程的温度分布。曲线C代表用于如美国专利5145511所述、仅含丙烯酸树脂共聚物的成膜树脂的同时进行屏退火与玻璃熔料封接操作过程的温度分布。
如三条曲线所示，本发明成膜乳胶(曲线A与B)具有比现有成膜乳胶(曲线C)更快的升至最高玻璃熔料封接温度(440℃～450℃)的升温速率。表1、2和3中分别示出曲线A、曲线B和曲线C(现有技术)的退火与封接操作过程。
表 1
| 温度(℃) | 变化率(℃/min) | 累计的总时间(min) |
| 25-300 | +9.8 | 28 |
| 300-450 | +5.0 | 58 |
| 450 | 0 | 88 |
| 450-400 | -2.0 | 112 |
| 400-165 | -4.0 | 172 |
表 2
| 温度(℃) | 变化率(℃/min) | 累计的总的时间(min) |
| 25-225 | +9.8 | 20 |
| 225-450 | +5.0 | 65 |
| 450 | 0 | 95 |
| 450-400 | -2.0 | 120 |
| 400-145 | -3.0 | 205 |
表 3
| 温度(℃) | 变化率(℃/min) | 累计的总时间(min) |
| 25-225 | +7.4 | 27 |
| 225-300 | +4.8 | 43 |
| 300-400 | +2.5 | 83 |
| 400-440 | +4.8 | 91 |
| 440 | 0 | 133 |
| 440-400 | -1.2 | 166 |
| 400-100 | -1.8 | 333 |
用含REPOLEM 2161的本发明成膜乳胶制备的荧光屏具有大体等于用类似于美国专利5145511中所述的标准成膜乳胶的白光输出，并高于喷漆膜的白光输出。此外，用本发明成膜乳胶制成的荧光屏的白光效率(White light screen efficiency)超过标准成膜乳胶或喷漆膜的白光输出。表4中示出该结果。
表 4
| 参数 | REPOLEM2161乳胶膜 | 标准乳胶膜 | 喷漆膜 |
| 白光输出(FL/mA) | 34.0 | 34.3 | 31.5 |
| 白光效率(L/W) | 34.7 | 33.5 | 32.0 |
Claims (10)
1.一种制造阴极射线管金属化荧光屏的方法，其特征在于包括下列步骤：
在屏盘内表面上淀积至少一荧光粉层，以形成荧光屏(10)，
预热含所述荧光屏的所述屏盘至等于或超过最低成膜温度的温度(12)，
用水涂敷所述荧光屏进行预湿(14)，
在所述预湿荧光屏上涂敷含平均分子量为250000～500000并且含量11-18wt％的丙烯酸酯与异丁烯酸酯的共聚物的含水成膜乳液(16)，
干燥所述乳液形成膜层(18)，
在所述膜层上淀积铝层(20)，
通过封接操作工艺加热所述屏盘和锥体，使所述屏盘与锥体封接，封接操作工艺具有升至第一温度的第一升温速率和升至第二温度的第二升温速率，从所述第一温度至所述第二温度的处理过程足以使所述的膜层(22)挥发，所述第二温度足以使玻璃熔料将所述屏盘封接到所述锥体(24)上，和
冷却所述屏盘与所述锥体(26)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一温度在225～300℃的范围内。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述第一升温速率为9.8℃/分。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述第二温度为450℃。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述第二升温速率为5℃/分。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述第二温度保持30分钟。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预湿工序(12)包括在旋转所述屏盘时，涂敷温度为15～50℃之间的水。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，淀积所述含水成膜乳胶的工序(16)包括旋转所述屏盘，以去除多余的乳胶。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，干燥所述乳胶的工序(18)包括加热所述屏盘至55～60℃的范围内。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述含水成膜乳液主要包括下列成份：
16～18wt％所述丙烯酸脂和异丁烯酸脂的共聚物，
二甘醇丁醚醋酸酯，浓度在所述共聚物的0.5～5wt％范围内，硼酸/聚乙酸乙烯酯络合化合物，浓度在所述共聚物的0.1～0.5wt％的范围内，胶态氧化硅，浓度在所述共聚物的2～4wt％的范围内，和剩余为去离子水。
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