ITMI991155A1 - Metodo per metallizzare uno schermo luminescente - Google Patents
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Description
La presente invenzione si riferisce ad un metodo per fabbricare uno schermo metallizzato su un pannello per un tubo a raggi catodici (CRT), e, più in particolare, ad un metodo per ottenere un rivestimento di alluminio senza difetti della superficie metallica sulla superficie interna del pannello ad esempio sulla zona dei fosfori, sul raggio di raccordatura e sulla parete laterale.
Sfondo dell'invenzione
Lo scopo principale dello strato metallico è di impartire alla superficie posteriore dello schermo di fosfori la proprietà della riflessione speculare allo scopo di dirigere tutta la luce generata nello schermo verso la lastra di vetro anteriore del pannello, aumentando così al massimo la luminosità del tubo. Allo scopo di conseguire questa caratteristica, lo strato metallico deve essere anche privo di difetti come vescicature, fessurazioni o fori. Come è ben noto nella tecnica, la riflettanza dello strato metallico viene ampiamente conseguita depositando uno o più strati organici con caratteristiche di capacità di formazione di pellicola ("proprietà filmogene") ("lacca") sulla superficie interna del pannello, depositando lo strato metallico e rimuovendo gli strati organici mediante volatilizzazione durante il successivo trattamento di cottura del tubo.
Il gas che proviene dalla decomposizione del materiale organico sfugge attraverso lo strato metallico e può produrre vescicature, che riducono la riflettanza dello strato metallico. Dopo lo stadio di cottura, sui possono verificare la formazione e il distacco di scaglie metalliche, in particolare sulla parete laterale del pannello, generando indesiderabili particelle conduttrici nell'interno del tubo.
Nella tecnica precedente sono stati descritti alcuni metodi di metallizzazione, che avevano lo scopo di impedire la formazione di vescicole nello strato metallico depositato sulla superficie emettitrice della luce.
Il brevetto U.S. No. 3.821.009 concesso a Lerner et al. il 28 giugno 1974 descrive un metodo di alluminizzazione di uno schermo a tubo a raggi catodici. In questo metodo, una soluzione di ossalato di ammonio o di benzoato di ammonio o di a)cetato di ammonio o di nitrato di ammonio o di acido citrico viene applicata sul substrato di base organico, questo rivestimento viene essiccato e il soluto cristallizza formando aghi che forano lo strato di alluminio consentendo la fuga dei gas; il soluto cristallino vaporizza durante lo stadio di cottura. Uno svantaggio
presentato da questo metodo è che esso non è del tutto soddisfacente, poiché una frazione considerevole dei tubi mostrerà ancora vescicatura sullo strato d'alluminio.
Il brevetto U.S. No. 4.022.929 concesso a Nili et al. il 10 maggio 1977 descrive un metodo di alluminizzazione dell'interno del pannello di un tubo di visualizzazione delle immagini per apparecchi televisivi. In questo metodo, lo strato dì lacca applicato quale rivestimento deve essere irruvidito almeno in corrispondenza della parete laterale del pannello: questo può essere realizzato o spruzzando una soluzione di acido borico o carbonato d'ammonio sul rivestimento di lacca, oppure irruvidendo le pareti laterali del pannello mediante un trattamento dì sabbiatura prima della deposizione del rivestimento di lacca. Uno svantaggio presentato dal primo metodo è che, in caso di lungo ritardo tra la spruzzatura della composizione usata per prevenire la vescicatura e lo stadio di trattamento di metallizzazione, si verifica la vescicatura, probabilmente a causa del contenuto di umidità, che riduce fortemente l'efficienza dello spruzzo antivescicatura. Uno svantaggio addizionale è che se una qualsiasi quantità di acido borico viene sovraspruzzata sullo schermo contenente i fosfori, il
boro contenuto nell'acido borico riduce l'efficienza del fosforo blu di Zn/Ag, dando quale risultato un aspetto scuro, oppure giallo, del fosforo interessato. Uno svantaggio presentato dal secondo metodo è, naturalmente, il costo addizionale da sostenere per il trattamento di sabbiatura del pannello.
Il brevetto U.S. No. -4.590.092 concesso a Giancaterini et al. il 20 maggio 1986 descrive un procedimento di alluminizzzazione della faccia interna dello schermo di un tubo a raggi catodici a colori per apparecchi televisivi. In questo procedimento, sullo strato organico si spruzza uno strato di tetraborato d'ammonio, preferibilmente idrato, che forma microcristalli e perfora lo strato d'alluminio aiutando lo scarico del gas durante lo stadio di cottura della fase organica. Uno svantaggio presentato da questo metodo è la presenza sullo strato di fosfori di un residuo di anidride borica B203 dopo la cottura, che peggiora l'emissione luminosa del tubo.
Il brevetto U.S. No. 5.178.906 concesso a Patel et al. il 12 gennaio 1993 descrive un metodo di fabbricazione di uno schermo dotato di fosfori per un tubo a raggi catodici (CRT) usando una soluzione promotrice di adesione, destinata ad impedire la vescicatura. In questo metodo, una soluzione di silice
colloidale o silicato di potassio o silicato di sodio viene applicata sullo strato organico e forma una superficie rugosa che provoca la formazione di piccolissimi fori nel rivestimento metallico, allo scopo di impedire la vescicatura dello strato di alluminio durante la fase di cottura e inoltre aumenta l'adesione dello strato metallico alla superficie sottostante. Uno svantaggio di questo metodo è la presenza, dopo la cottura, di silice o di sali sulla superficie dei fosfori, che peggiora l'emissione luminosa del tubo.
Il brevetto U.S. No. 5.556.664 concesso a Sasa etial. il 17 settembre 1996 descrive un metodo di formazione di uno schermo a fosfori. In questo metodo, una soluzione di acido ossalico o assalato d'ammonio o acido borico viene applicata sullo strato di fosfori allo scopo di produrre una pellicola intermedia, prima dello stadio di applicazione dello stato di lacca, la soluzione viene evaporata e il soluto cristallizza formando uno strato non uniforme che riduce lo spessore dello strato d'alluminio consentendo la fuga di gas durante lo stadio di cottura durante la fase organica. Uno svantaggio di questo metodo è il rischio ambientale, tenendo conto del basso valore della concentrazione limite di acido ossalico consentita nell'aria ambientale di un ambiente di lavoro.
Ciascuno dei procedimenti menzionati sopra risente di uno o più svantaggi comprendenti considerazioni inerenti la sicurezza e la compatibilità ambientale, la riduzione della luminosità dei tubi in seguito alla presenza di residui chimici, o la cattiva qualità della superficie d'alluminio. La presente invenzione è diretta ad un procedimento di fabbricazione che utilizza una soluzione a base acquosa di copolimero monomero acrilico/stirene, che migliora la qualità superficiale del rivestimento metallico, è sicura dal punto di vista ambientale, ed elimina la formazione di vescicole e di scaglie dello strato metallico nella porzione interna del pannello.
SOMMARIO DELL'INVENZIONE
L'oggetto della presente invenzione è fornire un metodo di formazione di uno strato metallico su uno schermo di un tubo a raggi catodici, in cui i difetti della tecnica precedente sono stati eliminati.
Un oggetto specifico della presente invenzione è fornire un tale metodo che evita la vescicatura e la formazione e il distacco di scaglie dello strato metallico sullo schermo,,di fosfori e sul vetro del pannello nudo, ad esempio sul raggio di raccordatura e sulla parete laterale del pannello.
Almeno uno strato di fosfori viene depositato su una superficie interna di un pannello allo scopo di formare lo schermo luminescente. Il pannello contenente lo schermo viene poi preriscaldato fino ad una temperatura superiore ad una temperatura di formazione di pellicola minima ed una soluzione di almeno una resina acrilica filmogena viene depositata sullo schermo ed essiccata allo scopo di formare la pellicola. Successivamente, una soluzione di copolimero di monomero acrilico/stirene viene applicata a spruzzo sulla pellicola acrilica, seguita dalla deposizione del rivestimento metallico. Il pannello che porta lo schermo metallizzato viene poi riscaldato attraverso un ciclo di cottura ad una velocità predeterminata di aumento della temperatura, e comprende un intervallo di temperatura in cui la pellicola e la soluzione di copolimero vengono volatilizzate .
DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Una comprensione più completa della presente invenzione sarà ottenuta facendo riferimento alla descrizione ed alle rivendicazioni, prese in associazione con i disegni e le fotografie allegati, in cui:
La figura 1 è una vista in sezione trasversale
mostrante schematicamente l'angolo di un pannello ottenuto dopo il processo di deposizione dei fosfori, il processo di deposizione della pellicola, il rivestimento con il copolimero e dopo un processo di deposizione da vapore di un metallo, preferibilmente allumino, secondo la forma di realizzazione pratica della presente invenzione;
La figura 2 è una vista . in sezione trasversale, mostrante schematicamente lo stesso angolo del pannello ottenuto dopo il processo di cottura secondo la forma di realizzazione pratica della presente invenzione;
La figura 3 è una fotografia ingrandita, che mostra l'aspetto tipico della superficie interna di un pannello di vetro sulla quale è stata applicata a spruzzo una soluzione al 3% di acido borico, che è stata essiccata;
La figura 4 è una fotografia ingrandita, che mostra l'aspetto tipico della superficie interna di un pannello di vetro sulla quale è stata applicata a spruzzo, ed essiccata, una soluzione allo 0,1% di copolimero di monomero acrilico/stirene.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
Un metodo per metallizzare uno schermo luminescente secondo la presente invenzione sarà
descritto ora con riferimento alle figure 1 e 2.
Sulla superficie interna della lastra facciale 10 del pannello di vetro si depositano in successione tre strati di materiali a carattere di fosfori 12 (emettente luce verde), 13 (emettente luce blu) e 14 (emettente luce rossa), disponendo questi materiali in un ordine ciclico allo scopo di formare uno schermo luminescente. Talvolta, prima dell'applicazione dei fosfori, sul pannello di vetro si deposita a tracciato una matrice di colore nero 11. Lo scopo dell'applicazione di questo materiale assorbente la luce è di migliorare il contrasto sul tubo finito. Ciascuna striscia di fosfori viene allora separata dall'altra da detto materiale a carattere di matrice di colore nero. Successivamente, allo scopo dì preparare una superficie liscia per applicazione dello strato metallico, sulla superficie emettitrice si applica e si essicca almeno uno strato di rivestimento di lacca 15. A causa del processo di applicazione della lacca di copertura dell'intera superficie interna, ad , esempio, mediante rivestimento del pannello mediante colata centrifuga, la lacca va a ricoprire anche il raggio di raccordatura interno e le pareti laterali del pannello. La base della lacca può essere di qualsiasi tipo convenzionalmente usato per
questo scopo e può essere applicata mediante qualsiasi dei ben noti processi per l'applicazione di pellicole di rivestimento, come applicazione di una emulsione o a spruzzo. Successivamente, su detta pellicola liscia 15 si applica una soluzione a 'base acquosa di un copolimero di monomero acrilico/stirene allo scopo di impedire la vescicatura e la formazione e il distacco di scaglie di alluminio.
La soluzione di copolimero viene dispersa sul pannello mediante spruzzatura. L'applicazione della soluzione a spruzzo appare essere una modalità molto comoda, poiché essa consente di controllare con precisione la piccolissima quantità di materiale polimerico necessaria per trattare il pannello. Ad esempio, il peso di copolimero necessario per trattare un pannello avente una dimensione diagonale media di 27 pollici è compreso in un intervallo che va da 0,2 mg a 2 mg.
Il supporto acrilico, a causa della sua temperatura di formazione della pellicola, che è di circa 30°C, appare essere la via migliore per formare uno strato che fissa la porzione stirenica del copolimero su detta pellicola liscia 15. Detta soluzione di copolimero si essicca poiché essa è stata applicata allorché la temperatura del pannello era di
circa 50°C dopo lo stadio di essiccamento della lacca.
La soluzione a base acquosa di un copolimero di monomero acrilico/stirene viene applicata sulla superficie interna del pannello e, più in particolare, sulla porzione di pellicola, applicata sopra il raggio di raccordatura del pannello 21 per la parete laterale 20, allo scopo di provocare la formazione di fori sullo strato metallico e promuovere una migliore adesione di questo strato metallico alla superficie di vetro del pannello che, in questa zona del pannello, è troppo liscia per trattenere detto strato; quale consequenza, durante l'ulteriore stadio operativo di cottura, sul raggio di raccordatura 21 e sui lati del pannello 20 potrà verificarsi la vescicatura con maggiore facilità, poiché in queste zone non vi sono nello strato metallico fori sufficienti per consentire la fuga dei gas organici.
Il copolimero può essere scelto nell'ambito del gruppo dei prodotti commerciali ROPAQUE, fabbricati dalla Rohm & Haas, ad esempio noti con i codici di riferimento HP-1055, HP-91, OP-842M, OP-96, OP-90E. Un esempio di detta soluzione di copolimero è presentato nella tabella sottostante:
La soluzione di copolimero forma un sottile strato 16 contenente sfere cave 17 con un diametro di poco maggiore dello spessore dello strato metallico. Successivamente, lo strato metallico 18, ad esempio
uno strato d'alluminio, viene depositato su detto strato sottile in una maniera simile a quella che è descritta nella tecnica precedente, ad esempio nel brevetto U.S. 3.067.055,o nel brevetto U.S. 3.582.390; dopo la metallizzazione, il pannello viene inviato ad un forno di cottura allo scopo della eliminazione della fase organica per cottura.
Nel processo di cottura, la temperatura del tubo comincia a crescere e quando la temperatura dello strato di copolimero ha raggiunto un valore compreso nell'intervallo di da 110 a 140°C, le sfere cave scoppiano producendo piccoli fori 19 nello strato metallico sovrastante. La decomposizione della fase organica inizia a temperature maggiori, e la fuga del gas è facilitata grazie alla presenza dei piccoli fori 19 prodotti a bassa temperatura, impedendo così la vescicatura dello strato metallico. Si deve osservare anche che il sottile strato 16 di copolimero di
monomero acrilico/stirene viene rimosso anch'esso dalla fase di cottura di asportazione della fase organica. Il grande numero di piccolissimi fori prodotti nello strati metallico contribuisce anch'esso ad evitare la formazione di qualsiasi sovrapressione locale di gas, che potrebbe provocare la formazione di bolle nello strato metallico, impedendo quindi la formazione e il distacco di scaglie di metallo nello strato metallico.
L'esperienza mostra che i buoni risultati in termini di riflettività dello strato metallizzato vengono ottenute con sfere cave aventi un diametro compreso in un intervallo da 0,2 pm a 3 pm. Dimensioni più piccole non sono sufficientemente efficaci al fine di provvedere fori sullo strato metallizzato, rendendo quindi possibile la vescicatura dello strato metallizzato; dimensioni maggiori forniscono, dopo cottura, uno strato metallizzato con una cattiva qualità in termini di riflettività a causa dell'eccessiva rugosità di questo strato.
Le figure 3 e 4 mostrano la differenza di aspetto della superficie interna del pannello prima della metallizzazione, quando il pannello viene trattato in una maniera convenzionale (figura 3, con acido borico applicato a spruzzo sulla pellicola organica 15) e
quando esso viene trattato con il metodo secondo la presente invenzione (figura 4). Sulla figura 3, si possono vedere le grandi zone rugose 30 che si formano quando il pannello viene trattato con applicazione a spruzzo di acido borico. In figura 4, al>contrario, la superficie 16 risultante dall'uso di uno spruzzo di soluzione di copolimero di monomero acrilico/stirene secondo la presente invenzione, rimane molto liscia con piccolissime sfere di stirene 17.
Un grande vantaggio della presente invenzione è correlato al flusso del processo di fabbricazione.
Il processo di fabbricazione degli schermi sui pannelli descritto nella tecnica precedente comprende l'applicazione del materiale destinato a costituire la matrice, le applicazioni dei fosfori, l'applicazione della lacca e l'applicazione a spruzzo dell'acido borico. Questo processo viene eseguito in camere senza polvere, denominate "camere di fabbricazione degli schermi". Successivamente, i pannelli vengono conservati in attesa dello stadio di metallizzazione. Un tale processo di fabbricazione degli schermi non consente di effettuare la metallizzazione del pannello diversi giorni dopo la fabbricazione degli schermi, ad esempio, dopo una fermata dell'impianto nel corso del fine settimana, poiché l'esposizione dei cristalli di
sale borico all'umidità dell'aria ambiente rende i cristalli meno aguzzi e incapaci di svolgere la loro funzione, che è di creare fori sullo strato metallizzato. Con il processo secondo la presente invenzione, il pannello .che sta venendo trattato mediante applicazione a spruzzo con la soluzione acquosa di un copolimero monomero acrilico/stirene secondo la presente invenzione, può rimanere esposto all'aria ambiente durante diverse ore o diversi giorni prima di essere metallizzato.
La presente invenzione ovviamente non è limitata all'uso di sfere cave di stirene. Per conseguire lo stesso effetto è possibile usare qualsiasi altro materiale che scoppi ad una temperatura minore della temperatura d'inizio della decomposizione della fase organica, prossima a 250°C.
Claims (7)
1. Un metodo per fabbricare uno schermo luminescente metallizzato per un tubo a raggi catodici, comprendente gli stadi di:
• depositare almeno uno strato di fosfori su una superficie interna di una lastra facciale di un pannello per formare detto schermo luminescente, • depositare su detto strato un sottostrato consistente di una lacca,
• essiccare detto sottostrato allo scopo di formare una pellicola,
• rivestire almeno parzialmente detta pellicola con una soluzione acquosa di un copolimero monomero acrilico/stirene,
• essiccare il rivestimento di copolimero,
• depositare uno strato metallico su detto rivestimento di copolimero,
• rimuovere i materiali organici contenuti nello schermo luminescente, nella pellicola e nel rivestimento di copolimero mediante cottura del pannello costitutivo del tubo.
2. Un metodo per fabbricare uno schermo luminescente metallizzato per un tubo a raggi catodici, comprendente gli stadi di:
• depositare almeno uno strato di fosfori su una superficie interna di una lastra facciale di un pannello per formare detto schermo luminescente, • depositare su detto strato un sottostrato consistente di una lacca,
• essiccare detto sottostrato allo scopo di formare una pellicola,
• rivestire almeno parzialmente detta pellicola con una soluzione comprendente mezzi per realizzare fori in uno strato metallico depositato su detta superficie interna,
• rimuovere i materiali organici contenuti nello schermo luminescente, nella pellicola e nel rivestimento di copolimero mediante cottura del pannello costitutivo del tubo,
caratterizzato dal fatto che i mezzi per realizzare fori nello-strato metallico comprendono sfere cave che scoppiano durante la cottura del pannello.
3. Un metodo per fabbricare uno . schermo luminescente metallizzato secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la soluzione per rivestire la pellicola contiene sfere cave di materiale stirenico.
4 . Un metodo per fabbricare uno schermo luminescente metallizzato secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che il diametro delle sfere è preferibilmente scelto in un intervallo compreso tra 0,2 e 3 pm.
5. Un metodo per fabbricare uno schermo luminescente metallizzato secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che la soluzione per applicare il rivestimento sulla pellicola contiene dallo 0,01% allo 0,1% in peso di copolimero stirenico, il resto a 100 essendo acqua.
6. Un metodo per fabbricare uno schermo luminescente metallizzato secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che la soluzione per rivestire la pellicola è applicata principalmente sul raggio di raccordatura e sulla parete laterale del pannello.
7. Un metodo per fabbricare uno schermo luminescente metallizzato secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che la soluzione per applicare il rivestimento sulla pellicola è applicata a spruzzo.
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