COMPOSICION Y METODO PARA ADHESION DE FILTROS DE COLOR
A UN PANEL DE ESCUDETE DE UN TUBO DE RAYOS CATODICOS (CRT)
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
CAMPO DE INVENCION
Esta invención se refiere a un tubo de rayos catódicos (CRT) a color y, más particularmente, a la fabricación de un ensamble de pantalla luminiscente que usa una composición de filtro que comprende un pigmento y partículas de óxido no pigmentado.
DESCRIPCION DE LA TECNICA ANTECEDENTE
Un tubo de rayos catódicos (CRT) a color incluye típicamente un cañón de electrones, una máscara de aberturas y una pantalla. La máscara de aberturas está interpuesta entre el cañón de electrones y la pantalla. La pantalla está colocada en una superficie interna de un escudete del CRP. La máscara de aberturas funciona para dirigir haces de electrones generados en el cañón de electrones hacia fósforos emisores de color apropiado en la pantalla del CRT. La pantalla puede ser una pantalla luminiscente. Las pantallas luminiscentes comprenden típicamente un arreglo de tres fósforos emisores de color diferentes (por ejemplo, verde, azul y rojo) formados en las mismas. Cada uno de los fósforos emisores de color está separado del otro por una línea de matriz. Las líneas de matriz se forman típicamente de un material inerte, negro absorbente de luz. Con el fin de aumentar el contraste de color de la pantalla luminiscente, se puede formar una capa de pigmento, o filtro de color, entre el panel de escudete y el fósforo emisor de color. El filtro de color tiene típicamente un color que corresponde al color del fósforo emisor de color formado en el mismo. Los filtros de color se forman típicamente usando un proceso de substracción en el cual la capa de filtro se deposita en la pantalla luminiscente y, en un proceso de desarrollo subsiguiente, se remueven porciones seleccionadas de, la capa de filtro. Desafortunadamente, durante el proceso de desarrollo puede ocurrir la formación de vacíos dentro del filtro de color. La formación de vacíos es causada típicamente por una falla de las porciones del filtro de color para adherirse apropiadamente al panel de escudete durante el proceso de desarrollo. Los vacíos resultantes de tal falla de adhesión pueden resultar en contraste de color más bajo para la pantalla luminiscente. Así, existe una necesidad de una composición de filtro de color que supere las desventajas antes mencionadas.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
La presente invención se refiere a una composición y método para la adhesión de filtros de color en un ensamble de pantalla luminiscente de un tubo de rayos catódicos (CRT). El ensamble de pantalla luminiscente se forma en una superficie interior de un panel de escudete del CRT. El ensamble de pantalla luminiscente incluye una matriz absorbente de luz que tiene un patrón que define un primer conjunto de campos, un segundo conjunto de campos y un tercer conjunto de campos que corresponden a una de una región azul, una región verde y una región roja. Una suspensión acuosa de pigmento se aplica al primer conjunto de campos. La suspensión acuosa de pigmento comprende un pigmento, uno. o más agentes tensoactivos y por lo menos una partícula de óxido no pigmentado. La por lo menos una partícula de óxido no pigmentado tiene un tamaño que es menor que aquel del pigmento. La por lo menos una partícula de óxido no pigmentado mejora la adhesión del pigmento con ef panel de escudete. Como resultado, el filtro de color es menos susceptible a la formación de vacíos. BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La invención será descrita ahora con mayor detalle, con relación a los dibujos adjuntos, en los cuales: La Figura 1 es una vista de planta, parcialmente en sección axial, de un tubo de rayos catódicos (CRT) a color hecho de acuerdo con modalidades de la presente "invención; La Figura 2 es una sección del panel de escudete del CRT de la Figura 1, que muestra un ensamble de pantalla luminiscente;
La Figura 3 es un diagrama de bloques que comprende un diagrama de flujo del proceso de fabricación para el ensamble de pantalla de la Figura 2; y La Figura 4 representa vistas de la superficie interior del panel de escudete del ensamble de pantalla luminiscente durante la formación de filtros de color.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
La Figura 1 muestra un tubo de rayos catódicos (CRT) 10 a color convencional que tiene una envolvente 11 de vidrio que comprende un panel 12 de escudete y un cuello 14 tubular conectado mediante un embudo 15. El embudo 15 tiene un recubrimiento (no mostrado) conductor interno que está en contacto con, y se extiende desde, un botón 16 de ánodo hasta el cuello 14. El panel 12 de escudete comprende una superficie 18 de visión y una ceja o pared lateral 20 periférica que está sellada al embudo 15 mediante una frita 21 de vidrio. Una pantalla 22 de fósforo luminiscente de tres colores se carda en la superficie interior del panel 12 de escudete. La pantalla 22, mostrada en sección transversal en la Figura 2, es una pantalla de líneas que incluyen una multiplicidad de elementos de pantalla constituidos de franjas R, G y B de fósforo emisor de rojo, emisor de verde y emisor de azul, respectivamente dispuestos en triadas, cada triada que incluye una línea de fósforo de cada uno de los tres colores. Las franjas de fósforo R, G, B, se extienden en una dirección que es normal generalmente al plano en el cual se generan los haces de electrones. Las franjas de fósforo B se forman en un filtro 43 de color. El filtro 43 de color comprende un pigmento que corresponde al color de la franja de fósforo formada en el mismo. Una matriz 23 absorbente de luz, mostrada en la Figura 2, separa cada una de las líneas de fósforo. Una capa 24 conductora delgada, de preferencia de aluminio, traslapa la pantalla 22 y proporciona medios para aplicar un primer potencial de ánodo uniforme a la pantalla 22, así como también para reflejar luz, emitido a partir de los elementos de fósforo, a través de la superficie 18 de visión. La pantalla 22 y la capa 24 de aluminio de traslape constituyen un ensamble de pantalla. Un electrodo de selección de color de aberturas múltiples, o máscara 25 de sombra (mostrada en la Figura 1), está montado de manera removible mediante medios convencionales, dentro del panel 12 de escudete, en una relación separada predeterminada con la pantalla 22. Un cañón 26 de electrones, mostrado esquemáticamente mediante las líneas punteadas en la Figura 1, está montado de manera central dentro del cuello 14, para generar tres haces 28 de electrones en linea, uno central y dos laterales o haces externos, a lo largo de trayectorias convergentes a través de la máscara 25 de sombra hacia la pantalla 22. La dirección en línea de los haces 28 es aproximadamente normal al piano del papel.
El CRT de la Figura 1, está diseñado para usarse con un culata de deflexión magnética externa, tal como una culata 30, mostrada en la cercanía de la unión de embudo a cuello. Cuando se activa, la culata 30 sujeta a los tres haces 28 a campos magnéticos que causan que los haces exploren una trama rectangular, horizontal y vertical a través de la pantalla 22. La pantalla 22 se fabrica de acuerdo con los pasos de proceso representados esquemáticamente en la Figura 3. Inicialmente, el panel 12 de escudete se limpia, como se indica por el número 300 de referencia, lavándolo con una solución cáustica, enjuagándolo en agua, grabándolo con ácido fluorhídrico amortiguado y enjuagándolo otra vez con agua, como se conoce en la técnica. La superficie interior del panel 12 de escudete se proporciona entonces con la matriz 23 absorbente de luz, como se indica por el número 302 de referencia, de preferencia, utilizando un proceso de matriz húmeda en una manera descrita en las Patentes de E.U. Nos. 3,558,310, emitida el 26 de enero de 1971 a Mayaud, 6,013400 emitida el 11 de enero de 2000 a LaPeruta y colaboradores, o 6,037,086 emitida el 14 de marzo de 2000 a Gorog y colaboradores. La matriz 23 absorbente de luz se proporciona de manera uniforme sobre la superficie interior de visión del panel 12 de escudete. Para que un panel 12 de escudete tenga una dimensión en diagonal de aproximadamente 68 cm, las aberturas formadas en la capa de la matriz 23 absorbente de luz pueden tener un ancho en un rango de aproximadamente 0.075 mm a aproximadamente 0.25 mm, y las líneas de matriz opaca pueden tener un ancho en un rango de aproximadamente 0.075 mm a aproximadamente 0.30 mm. Haciendo referencia a la Figura 4A, la matriz 23 absorbente de luz define tres conjuntos de campos: un primer conjunto de campos 40, un segundo conjunto de campos 42 y un tercer conjunto de campos 44. Como se indica por el número 304 de referencia en la Figura 3, así como también en la Figura 4B, una capa 46 de bloqueo se deposita en la superficie interior del panel 12 de escudete. Una capa 46 de bloqueo adecuada puede comprender un material fotosensible. El material fotosensible puede abarcar, por ejemplo, una solución acuosa de dicromato de sodio y un polímero tal como alcohol polivinílico. La capa 46 de bloqueo puede formarse- en el panel 12 de escudete mediante recubrimiento por giro de la solución acuosa del polímero y el dicromato sobre el mismo. Haciendo referencia al número 306 de reférencia en la Figura 3, la capa 46 de ' bloqueo se irradia usando, por ejemplo, radiación ultravioleta, a través de la máscara 25 de sombra para entrelazar el material fotosensible en el segundo conjunto de campos 42 y el tercer conjunto de campos 44. El entrelazamiento de la capa 46 de bloqueo en el segundo conjunto de campos 42 y el tercer conjunto de campos 44 endurece el material fotosensible en tales campos. La capa 46 de bloqueo irradiada se desarrolla entonces como se indica por el número 308 de referencia en la Figura 3, así como también en (a Figura 4C. La capa 46 de bloqueo se puede desarrollar usando, por ejemplo, agua deionizada. Después del desarrollo, la capa 46 de bloqueo se remueve del primer conjunto de campos 40, mientras que permanece en el panel 12 de escudete sobre el segundo conjunto de campos 42 y el tercer conjunto de campos 44. Haciendo referencia al número 310 de referencia en la Figura 3, así como también en la Figura 4D, se aplica pigmento al primer conjunto de campos 40. El pigmento se puede aplicar a partir de una suspensión acuosa de pigmento que puede comprender pigmento, uno o más agentes tensoactivos y por lo menos una partícula de óxido no pigmentado. La por lo menos una partícula de óxido no pigmentado puede comprender un material, tal como, por ejemplo, sílice, alúmina, o combinaciones de las mismas. La por lo menos una partícula de óxido no pigmentado debe tener un tamaño menor que aquel del pigmento. De preferencia, el tamaño promedio de la por lo menos una partícula de óxido no pigmentado debe ser menor que aproximadamente 50 nanómetros. La por lo menos una partícula de óxido no pigmentado se cree que aumenta la adhesión del pigmento al panel de escudete. La por lo menos- una partícula de óxido no pigmentado puede estar presente en una concentración de aproximadamente 5% a aproximadamente 10% en peso con respecto a la concentración del pigmento. El pigmento puede ser, por ejemplo un pigmento azul, tal como el pigmento azul de daipyroxide T -3490E, disponible comerciaímente de Daicolor-Pope, Inc., de Paterson, NJ. Otro pigmento adecuado puede incluir por ejemplo, pigmento azul EX1041, disponible comerciaímente de Shepherd Color Co. de Cincinnati, Ohio, entre otros pigmentos. El pigmento puede molerse usando un proceso de molienda con bolas en el cual el pigmento se dispersa junto con uno o más tensoactivos en una suspensión acuosa. El pigmento se puede moler con bolas usando por ejemplo, bolas de Zr02 de 0.158 cm durante por lo menos aproximadamente 61 horas hasta aproximadamente 90 horas. De preferencia, a el pigmento se puede moler con bolas durante aproximadamente 66 horas. El uno o más agentes tensoactivos pueden incluir, por ejemplo, compuestos orgánicos y poliméricos que pueden adoptar opcionalmente una carga eléctrica en solución acuosa. El agente tensoactivo puede comprender, materiales amónicos, no iónicos, catiónicos y/o anfóteros. El agente tensoactivo se puede usar para varias funciones tales como mejorar la homogeneidad del pigmento en la suspensión acuosa de pigmento, estabilización de nanopartículas, humectación mejorada del panel de escudete, entre otras funciones. Ejemplos de agentes tensoactivos adecuados incluyen varios dispersantes poliméricos tales como, por ejemplo, el dispersante polimérico DISPEX N-40V (disponible comercialmente de Ciba Specialty Chemicals de High Point, Noth Carolina) así como también agentes tensoactivos de copo imero de bloque tal como la Serie Plurónica L-62 (copolímeros de etoxipropoxi), disponible comercialmente de BASF Corp., de Alemania, DAXAD 15 o 19, disponible comercialmente de Hampshire Chemical Company de Nashua, New Hampshire, y carboximetilcelulosa (CMC) disponible comercialmente de Yixing Tongda Chemical Co., de China. La suspensión acuosa de pigmento se puede aplicar al panel de escudete mediante, por ejemplo, recubrimiento por giro con el fin de formar una capa 60 de filtro de color en el primer conjunto de campos 40 del panel 12 de escudete. La capa 60 de filtro de color recubierta por giro puede calentarse a una temperatura dentro de un rango desde aproximadamente 55°C hasta aproximadamente 90°C para proporcionar adhesión incrementada del filtro 60 de color con el primer conjunto de campos 40 del panel 12 de escudete. Haciendo referencia al número 312 de referencia, así como también a la Figura 4E, la capa 60 de filtro de color se desarrolla aplicando un oxidante al mismo. Los oxidantes adecuados pueden incluir por ejemplo, ácido periódico y peróxido de hidrogeno entre otros. Se puede aplicar entonces agua al panel 12 de escudete con el fin de remover la capa 46 de bloqueo así como también la capa 60 de filtro de color sobre el segundo conjunto de campos 42 y el tercer conjunto de campos 44, dejando el filtro 60 de color que permanezca en el primer conjunto de campos 40. El panel 12 de escudete se tapa entonces con fósforos 62 verdes, fósforos 64 azules no pigmentados y fósforos 66 rojos pigmentados, como se indica por el número 314 de referencia en la Figura 3, así como también en la Figura 4F, de preferencia, usando un proceso de ocultamiento en una manera descrita en las Patentes de É.U. Nos. 5,370,952 emitida el 6 de diciembre de 1994 a Datta y colaboradores, 5,554,468 emitida el 10 de septiembre de 1996 a Datta y colaboradores, 5,807,435 emitida el 15 de septiembre de 1998 a Poliniak y colaboradores, ó 5,474,866 emitida el 12 de diciembre de 1995 a Ritt y colaboradores. A manera de ejemplo; se preparó un suspensión acuosa de pigmento colocando 380 gramos de agua, 15 gramos de un dispersante polimérico DISPEX N-40V (disponible comercialmente de Ciba Specialty Chemicals de Hign Point, North Carolina) y 100 gramos de pigmento azul Daipyroxide TM-3480 (disponible comercialmente de Daicolor-Pope, Inc., de Patersona, New Jersey) en un molino de bolas. La suspensión acuosa de pigmento se molió con bolas usando bolas de óxido de circonio de 0.158 cm durante 66 horas para formar un concentrado de pigmento. El tamaño promedio de partícula del concentrado de pigmento fue de 122 nanómetros (nm) después de la molienda con bolas. Se diluyeron 81 mililitros (mi) del concentrado de pigmento con 37 mililitros de agua para formar 118 mi de una suspensión de pigmento intermedia que comprende 13% de pigmento. A esta suspensión intermedia de pigmento se agregaron 5.5 gramos de sílice coloidal, SNOWTEX XS (20% de sílice activa, disponible de Nissan Chemical industries de Tokio, Japón) y 2.5 gramos de una solución de la Serie Plurónica L-62 (copolímero de etoxipropoxi), disponible comercialmente de BASF Corp. de Alemania. La mezcla se agitó durante 15 minutos para formar la suspensión acuosa de pigmento. La suspensión acuosa de pigmento se aplicó a un panel de vidrio tal como un panel 12 de escudete antes descrito con referencia a la Figura 4D. El panel tenía una capa de matriz absorbente de luz, similar a la matriz 23 absorbente de luz como se describió antes con respecto a la Figura 4A, así como también una capa de bloqueo similar a la capa 50 de bloqueo en el panel como se muestra en la Figura 4C. La suspensión de pigmento se aplicó al panel de escudete a una temperatura de aproximadamente 28°C y después el panel recubierto se hizo girar a una velocidad de 100 rpm durante 20 segundos. El panel de escudete se calentó entonces a 65°C y se enfrió a 34°C. El filtro azul se desarrolló recalentando el panel de escudete a 55°C y aplicando 450 mi de ácido periódico al 0.03% al mismo. La solución de ácido periódico se hizo girar alrededor de la superficie del panel durante 2 minutos y después el panel se roció con agua a 2.81 kg/cm2 a 43.3°C durante 15 segundos para remover la capa de bloqueo y el pigmento del mismo a partir del panel de escudete, dejando un filtro azul en el primer conjunto de campos.