CS220308B2 - Method of metal-backing luminiscent layer of picture tubes - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu metalizace luminoforové vrstvy pro obrazovky.

Stínítko obrazovky, například tříbarevné mozaikové luminoforové stínítko barevné televizní obrazovky, sestává z luminoforových kruhových plošek nebo proužků, které jsou upraveny v přesně stanoveném sledu na povrchu skleněného stínítka. Luminoforové kruhové plošky jsou tvořeny ploškami luminoforu ' modré barvy, luminoforu zelené barvy a luminoforu červené barvy. Na povrchu luminoforů je tzv. metalizace, to znamená kovová vrstva propouštějící elektrony, například z - hliníku. Kovová vrstva funguje jako reflektor světla a jako elektrický vodič. Protože povrch luminoforové vrstvy je hrubý, nemá kovová vrstva nijak hladkou plochu, je-li vytvořena přímo na luminoforech, což má za následek snížené množství sv^ěfla odrazného ^kovovou vrstvou ^{k p}ozorovateli. Důsledkem toho je, že světelný výkon obrazovky _ je malý, a zejména nemá obrazovka dostatečný jas.

K vyřešení tohoto problému byly prováděny pokusy, jak zlepšit metodu pokovování luminoforů. Podle jednoho známého postupu se na luminoforech vytvoří substrát schopný vypaření, na tento substrát se nanese kovová vrstva a potom se substrát vypaří nebo vypéká. V americkém pat. .spise c. 3 582 390 je ^pops^án způsob vydření takovéhoto substrátu schopného vypaření, při n^ěm^ž se na ^povrch hnnmoforů nanese vodná emulze obsahující akrylovou pryskyřici, která se pak usuší. Pod pojmem „akrylová ^prysk^yřice“ se rozumí i ^ko^potymer^y akr^ylové pryskyřice i samotná akrylová pryskyřice. Film akrylové pryskyřice musí být dostatečně silný, aby vyplnil prohlubně na hrubém povrchu luminoforů, a aby tak vznikl substrát s hladkým povrchem, na který se pak nanáší kovová vrstva, nesmí však m^ít ^titénou tlouku. Během následujmtoo odpařování vznikají totiž ze silného filmu v důsledku tepelného rozkladu akrylové pryskyřice . objemné plyny, což má za následek, že v kovové vrstvě vzniknou puchýře nebo trhlinky. Aby . tedy bylo možno vytvořit kovovou vrstvu bez puchýřů a s hladkým . povrc^hem^, je neztytné v^hodn^ě re^gu^lova^t tioušfku akrylového pryskyřičného filmu. Tato regulace je značně obtížná. Mimoto je třeba uvážit, že akrylový film se vytváří z emulze částic akrylové pryskyřice. Z toho vyplývá, že při mikroskopickém pozorování je na ^povrchu a^krylov^ého filmu vⁱdě^t velký po^čet malých prohlubní. Je samozřejmé, že kovová vrstva nanesená na tomto filmu potom sle^duje nepravidelnosti ^povrc^hu akr^ylové vrstvy.

^Vyn^ález odstraňuje tyto nevý^ho^dy a j^eho ^pře^dmětem je způsob metahzace taminotorové vrstvy obrazovky, při kterém se na povrchu luminoforové vrstvy vytvoří substrát schopný vypaření a na něj se nanese kovová vrstva^, nače^ž se za^hřív^{á k} v^ypaření substrátu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na luminoforovou vrstvu se postupně nanesou alespoň dvě vzájemně odlišné vrstvy substrátu, které obsahují . nestejné organické sloučeniny a mají odlišnou teplotu - tepeto^ého rozMa^ s vý^ho^dou ve vo^dném roztoku nebo v emulzi. V případě dvou vrstev substrátu se účelně na luminoforovou vrstvu nanese vrstva akrylové pryskyřice . a na ni po usušení vrstva ve vodě rozpustného vysokoinolekulárního polymeru, napr. polyvinylalkoholu, polyvinylpyrolidonu nebo polyakrylamidu. V případě substrátu ze tří vrstev se podle vynálezu povrch luminoforové vrstvy nejprve pokryje vrstvou silanov^é sloučeniny^, na ^kterou se po usu^šem nanese vrstva akrylové pryskyřice, která se usuší a pokryje vrstvou ve vodě rozpustného vysokomolekulárního polymeru. Silanovou / sloučeninou je např. glycidoxypropyltrime^tho xystian, y-glycidoxypr o^py tirimethoxysilan, χ-anlinopгop^yltriethooysilan nebo y-metakrylooypropyltrimethooysilan.

Způsob podle vynálezu má oproti dosava^drnm způso^bům^, pH ^kterých se nan^áší jedna vrstva akrylového filmu, tu výhodu, že umožňuje vytvořit kovovou vrstvu s hlad^ším povrchem. Ja^k jté b^yto uve^deno^, maj^í organické sloučeniny tvořící substrát různé teploty tepelného rozkladu. Když se tedy jedna z vrstev substrátu rozloží a vypaří, vzniknou mezi luminofory a kovovou vrstvou nepatrné dutinky. Plyny vznikající při vyšších teplotách rozkladem druhé vrstvy nebo dvou vrstev těmito dutinkami snadno unikají, takže odvod plynů je snadnější než při obvyklých postupech, při kterých se plyn^y uvolíiují vehce r^ychle. Je ^te^dy zřejmá, že substrát účinně chrání kovovou vrstvu proti vzniku puchýřů.

Vynález bude vysvětlen v -souvislosti s výkresem, kde - značí obr. 1 řez částí pohliníkovaného stínítka barevné televizní obrazovky podle vynálezu a obr. 2 graf znázorňující závislost teploty na čase při odpařo- _ч vání substrátu podle vynálezu, přičemž na úsečce je nanesen čas od začátku zahřívání.

Podle obr. 1 je na stínítku 11 ze skla pro barevnou televizní obrazovku nanesena vrst- va luminoforů 12. Na této vrstvě je nanesena silanová vrstva 13, vytvořená tím, že se luminofory 12 povléknou vodným roztokem sestávajícím v podstatě ze silanové . sloučeшп^1, který se ^pa^k usu^ší. . Witom je možné odstranit přebytečný roztok a vyrovnat tloušťku filmu to^hoto rozto^ku otavním stinítka 11 během povlékání. Silanová sloučenina může být například glycidoox^prop^yltrimethoxysilan, χ-^glχcidooypгop^yltrimethoxysilan, χ-aú^inoj^iroj^^^l^triethooysLlan a χ-meta^kr^χloo^χprΌ^pχltrimet^hox^χtilan. Je ťmelné ab^y vodný rozto^k obsahoval ^0,1 až 1° váh. % silanové sloučeniny.

Akrylová vrstva 14 na silanové vrstvě 13 se vytvoří tak, že silanová vrstva 13 se povleče vodnou emulzí sestávající v podstatě z a^kr^ylov^{é p}r^χs^kyřice^{, kt}erá se pak usušt

Použitá akrylová pryskyřice je v podstatě stejná jako pryskyřice podle zmíněného amerického pat. spisu č. 3 582 390 a zahrnuje jak akrylovou pryskyřici, tak její kopolymery. Výhodný obsah akrylové pryskyřice v emulzi je asi 10 až 30 hmotnostních °/o. Stejně jako v případě silanové vrstvy 13 je výhodné otáčet stínítkem 11 během nanášení emulze akrylové pryskyřice.

Na akrylové vrstvě 14 je vrstva 15 ve vo-³ dě rozpustného vysokomolekulárního polymeru, vytvořená tím, že se akrylová vrstva 14 povleče vodným roztokem ve vodě rozpustného polymeru, který se pak usuší. Ve vodě rozpustný polymer je například polyvinylalkohol, polyvinylpyrolidon a polyakrylamid. Vodný roztok polymeru může obsahovat stopy koloidního kysličníku křemičitého. Je účelné, aby vodný roztok obsahoval asi 0,05 až 20 hmotnostních % ve vodě rozpustného polymeru. Rovněž je výhodné otáčet stínítkem 11 při nanášení vrstvy s polymerem rozpustným ve vodě. Na vysokomolekulární vrstvu 15 se napaří ve vakuu hliníkový film 16.

Potom se metalizovaný substrát spojitě zahřívá do teploty 430 °C rychlostí, kterou udává křivka z obr. 2. Protože silanová vrstva 13, akrylová vrstva 14 a vysokomolekulární vrstva 15 se rozkládají a vypařují postupně podle toho, jakou mají teplotu rozkladu, nevzniká velké množství plynu najednou. Jak bylo uvedeno, vytvářejí plyny uvolňované z vrstvy s nižší teplotou rozkladu kanálky, kterými mohou unikat plyny uvolňující se z ostatních vrstev, takže na hliníkovém filmu 16 nevznikají puchýře.

Z řezu stínítkem podle obr. 1 jsou patrné výhody způsobu podle vynálezu. Sníží se ztráty akrylové pryskyřice, protože silanová vrstva 13 zabraňuje vnikání emulze akrylové pryskyřice do prostorů mezi jednotlivými částicemi luminoforů 12. Když se například použije jako silanové sloučeniny glycidoxypropyltrimethoxysilanu, anorganic ká sloučenina má tendenci absorbovat methoxylové skupiny a organická sloučenina absorbuje glycidoxypropylové skupiny. Z toho vyplývá, že methoxylové skupiny silanové sloučeniny jsou absorbovány luminoforem — anorganická sloučenina a glycidoxypropylové skupiny akrylovou pryskyřicí — organická sloučenina, kterou je potažena silanová vrstva 13. V důsledku toho nemohou částice akrylové pryskyřice vniknout do prostorů mezi luminofory 12.

Vysokomolekulární vrstva 15 polymeru rozpustného ve vodě slouží к vyhlazení povrchu akrylové pryskyřičné vrstvy 14, takže hliníkový film 16 vytvořený na vysokomolekulární vrstvě 15 může odrážet světlo účinněji než hliníkový film vytvořený přímo na akrylovém filmu.

Substrát vytvořený z několika na sobě ležících organických vrstev má ještě přídavný účinek. Nezávisle na tom, jestli je akrylová pryskyřičná vrstva 14 o něco tenčí nebo silnější než má být, nedochází ke vzniku puchýřů v hliníkovém filmu 16, takže se značně zvýší množství bezvadných vyrobených obrazovek.

Vynález zahrnuje i případ, kdy substrát z obr. 1, nemá silanovou vrstvu 13. Výsledný dvouvrstvový substrát má v podstatě stejný efekt jako popsaný třívrstvový substrát. Pro odborníka je samozřejmě možné vytvo^ rit v rámci vynálezu i substráty, které mají větší počet vrstev než tři.

Vynález bude vysvětlen na několilka příkladech.

Příklad 1

Následující tabulka udává jas dvou barevných televizních obrazovek s úhlopříčkou 45,72 cm, tj. 18 palců, opatřených pohliníkovanou tříbarevnou mozaikou luminoforů vyrobenou jednak způsobem podle vynálezu a jednak dosavadním způsobem.

TABULKA 1 barva zelená modrá červená bílá podle vynálezu

1437,5 Im . m'²

226,0

344,3

213,00 μ\

Při postupu podle vynálezu byla na luminoforové vrstvě nesené stínítkem vytvořena shora popsaným způsobem vrstva ze silanové sloučeniny, vrstva z akrylové pryskyřice a film ve vodě rozpustného polymeru. Jednotlivé látky byly nanášeny při otáčení stínítka a pak usušeny. К vytvoření silanové vrstvy bylo použito vodného roztoku, který obsahoval 5 hmotnostních % χ-glycidoxypropyltrimethoxysilanu. К vytvoření filmu z akrylové pryskyřice bylo použito vodné emulze s obsahem 14 hmotnostních °/o akry dosavadní způsob

1283,7 lm.m²

199.1

313.1

237 μΑ lové pryskyřice. К vytvoření filmu z polymeru rozpustného ve vodě bylo použito 6% vodného roztoku polyvinylalkoholu. Takto vytvořený organický substrát byl pohliníkován ve vakuu a pak vypékán, aby se vypařily filmy všech tří organických látek.

V případě postupu podle dosavadního stavu techniky byla na vrstvu luminoforů nanesena vrstva vodného roztoku, který obsahoval 14 hmotnostních % akrylové pryskyřice, a tato vrstva pak byla usušena, čímž vznikl akrylový film. Pak byla na tomto fil220308 mu napařena hliníková vrstva, načež se pryskyřičný film . vypékal.

Jas barv^y v tomenech na m² (lm.m^-2) pro zelenou, modrou a červenou barvu barevné televizní obrazovky byl určován při ^pevn^ém napětí a ^proudu. Jas ^{bílé by}l ukován jako celkový proud JuA) protékající všemi , elektronovými tryskami, který byl potřebný . k udržování jasu bílého stínítka, což je specifikovaný nádech bílé, na hodnotě 344,3 Jm. m~². ^Uvedená ta^bu^lka ukazuje^, ze v případě způsobu podle vynálezu je jas větší asi o 10 °/o.

Příklad 2

V podstatě stejným způsobem jako v příkladě 1 byl vytvořen organický dvouvrstvový substrát. V tomto případě byla akrylová pryskyřičná vrstva vytvořena na luminoforec^h z vo^dn^é emulze obsahu jím ¹⁴ váh. % akrylové pryskyřice. Potom byl na akrylové vrstvě vytvořen film z polymeru rozpustného ve vodě, a to z vodného roztoku, který obsahova^l 0^,5 váto °/o ^tyvinytotoohoto a 0^,2 váto % kototontoo kyshčníku křemičitého.

Při zahřívání se film z polymeru rozpustného ve vodě rozložil při teplotě asi 270 °C a film z akrylové pryskyřice při teplotě kolem 300 °C. · Jas barevné televizní obrazovky s metalizovaným stínítkem byl téměř stejný nebo jen nepatrně menší než jas stínítka s třívrstvovým laminátem z příkladu 1.

Příklad 3

Metalizované stínítko bylo vytvořeno v podstatě stejným způsobem jako v příkladě 2 s tím rozdílem, že vrstva polymeru rozpustného ve vodě byla vyrobena z vodného roztok ^který obsahova^l 5 váh. % ^pol^yvinylpyrolidonu, který se tepelně rozkládal při teplotě 260 °C. Jas obrazovky byl v tomto případě stejný jako v příkladě 2.

Příklad 4

Bylo postupováno stejným způsobem jako v příkladě 3 pouze s tím rozdílem, že polyvinylpyrolidon byl nahrazen polyakrylamidem, který se tepelně rozkládal při teplotě 200 °C. Jas obrazovky byl v podstatě stejný jako v příkladě 2.

Claims (8)

1. Způsob metalizace luminoforové vrstvy pro obrazovky, při kterém se na povrchu luminoforové vrstvy vytvoří substrát schopný vypaření a na něj se nanese kovová vrstva, načež se zahřívá k vypaření substrátu, vyznačený tím, že na luminoforovou vrstvu se postupně nanesou alespoň dvě vzájemně odlišné vrstvy substrátu, které obsahují odlišné organické sloučeniny a mají odlišnou teplotu tepelného rozkladu.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že na luminoforovou vrstvu se nanese vrstva akrylové pryskyřice a na ni po usušení vrstva ve vodě rozpustného· vysokomolekulárního polymeru.

3. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že povrch luminoforové vrstvy se nejprve pokryje vrstvou silanové sloučeniny, na kterou se po usušení nanese vrstva akrylové pryskyřice, která se usuší a pokryje vrstvou ve vodě rozpustného vysokomolekulárního polymeru.

4. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že organické sloučeniny se nanášejí ve vodném roztoku nebo v emulzi.

VYNÁLEZU

5. Způsob podle bodu 2 vyznačený tím, že vysokomolfikulární polymer je tvořen sloučeninou ze skupiny zahrnující polyvinylalkohol, polyvinylpyrolidon a polyakrylamid.

6. Způsob podle bodu 3 vyznačený tím, že silanová sloučenina je ze skupiny zahrnující glycidoxyppropyltrimethoxysilan, y-glycidoxypropyltrimethoxysllan, y-aminopropyltriethoxysilan a y-metakryloxypropyltrimethoxysilan.

7. Způsob podle bodů 2 a 4 vyznačený tím, že k nanesení organické sloučeniny se použije vodná emulze obsahující 10 až 30 hmotnostrnch % akr^ylov^{é p}r^ys^kyřice a vodný roztok obsahující 0,05 až 20 hmotnostmc^h %· v^okomotokutorrnho ^po^lymeru.

8. Způsob podle bodů 3 . a .. 4 vyznačený tím, že k nanesení první vrstvy se použije vodného roztoku obsahujícího 0,1 až 10 ^hmotnostrnc^h % snanov^é slo^enin^ к nanesení druhé vrstvy vodné emulze s obsahem 10 a^{ž 30 h}mot:no^tn^íc^h % a^krylov^é pryskyřice a k nanesení třetí vrstvy vodného roztoku s obsahem 0,05 až 20 hmotnostních % v^okomotokulárního ^pol^ymeru.

1 list výkresů