Brevet FR2569902A1 — publié le 19860307

Procédé de fabrication d'un écran au phosphore et pâte au phosphore utilisée dans ce procédé en supprimant le risque que le phosphore n'adhère à un plan de référence ". L'invention concerne un procédé de fabrication d'un écran au phosphore destiné à la réalisa- tion d'un tube à rayons cathodiques de télévision en cou- leur présentant une face avant par exemple en forme de plaque plate. L'invention concerne également une pâte au phosphore photosensible utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication ci-dessus du tube à rayons cathodiques. Une demande croissante s'est manifes- tée ces dernières années pour un tel tube à rayons catho- diques utilisant un écran au phosphore appliqué sur une plaque de verre de forme parfaitement plate. Un tel tube à rayons cathodiques a déjà été mis en pratique pour réaliser un tube monochromatique utilisé en projecteur ou analogue. L'une des caractéristiques d'un tel tube à rayons cathodiques est la suivante: Comme une image est formee sur la plaque de verre parfaitement plate, cette image ne présente aucune déformation optique et le tube à rayons cathodiques est parfaitement bien adapté à la réalisation d'un appareil de formation d'images à haut rendement etc.... Pour cette raison, on souhaite natu- rellement utiliser un tel tube à rayons cathodiques en tube de télévision couleur. 2- Le tube à rayons cathodiques dans lequel l'écran au phosphore est formé sur une plaque de verre parfaitement plate, ne comporte aucune jupe de bor- dure, à l'inverse d'un panneau selon l'art antérieur, de sorte que si son écran au phosphore est réalisé par le procédé de fabrication selon l'art antérieur, c'est-à-dire par le procédé dit de maculage, une grande quantité de phosphore de maculage est perdue inutilement, tandis que lorsqu'une bande ou autres est imprimée sur la plaque de verre plate par une technique photographique, le maculage adhère sur une partie plane de référence. Par suite, on peut songer à utiliser le procédé d'impression à écran. Dans ce cas cependant, comme le procédé d'impression à écran est de faible précision, il est pratiquement impos- sible d'imprimer directement la bande de phosphore qui demande une précision de l'ordre du micron. Par suite, l'invention a pour but de créer un procédé de fabrication d'un écran au phosphore pour tube à rayons cathodiques qui permette de réduire la quantité de phosphore 'à utiliser et qui supprime les ris- ques que le phosphore adhère à un plan de référence. L'invention a également pour but de créer un procédé de fabrication d'un écran au phosphore pour tube à rayons cathodiques qui permette de former une bande de phosphore avec une grande precision. L'invention a encore pour but de créer une pâte de phosphore photosensible qui soit utilisée directement dans le procédé de fabrication selon l'inven- tion. A cet effet, l'invention concerne, sous un premier aspect, un procédé de fabrication d'un écran au phosphore, procédé caractérisé en ce qu'il com- prend les différentes étapes consistant à: a) déposer une pâte de phosphore photosensible sur une partie nécessaire; b) exposer la pâte de phosphore photosensible déposée par l'intermédiaire d'un photo-masque; et c) développer la pâte de phosphore ainsi exposée pour for- mer une bande de phosphore. Sous un second aspect, l'invention concerne également une pâte caractérisée en ce qu'elle contient au moins un glycol choisi dans les groupes de glycol comprenant le 1,2-propanediol, le 1,3-propanediol, le 1, 3-butanediol, le 2-méthyl-2, 4-pentanediol etc..., dans une proportion en poids de 0,1 à 2,0 par rapport à un élément solide d'alcool de polyvinyle. L'invention sera décrite en détail en se référant aux dessins ci-Joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un tube à rayons cathodiques de type à faisceau d'adres- sage, auquel s'applique la présente invention; - les figures 2A à 2D sont des schémas représentant respectivement les opérations de fabrication d'une bande de phosphore selon l'invention; - la figure 3 est un graphique caracté- ristique représentant à1 relation entre la force de col- lage et le rapport de poids du glycol; et - la figure 4 est une vue plane illus- trant un exemple de filtre en coin utilisé pour mesurer la relation de la figure 3. On décrira ci-après différentes for- mes de réalisation de l'invention en se référant aux des- sins ci-joints. La figure 1 est une vue en coupe repré- sentant la partie principale d'un tube à rayons cathodi- ques de type à faisceau d'adressage, auquel s'applique l'invention. Sur cette figure 1, la référence 1 désigne la plaque avant du tube à rayonscathodiques, réalisée dans une plaque à verre parfaitement plate. Sur la plaque avant 1 sont formées des bandes de carbone bl entre lesquelles sont formées tout à tour des bandes de phosphore rouges, vertes et bleues R, G, et B. Sur les bandes de phosphore rouges, vertes et bleues R, G, et B, on forme un film d'aluminium (A1) 2 constituant un film de support métal- lique sur-lequel on forme ensuite une bande de phosphore d'adresse ID. La partie en forme d'entonnoir 3 du tube à rayons cathodiques est scellée de manière étanche sur la partie d'extrémité de la plaque avant 1 par un verre frit- té 4. Les bandes couleur de phosphore R, G et B, sont formées respetivement par les opérations de fabrication (10 à représentées sur les figures 2A à 2D, après formation des bandes de carbone bl. Gt - Comme indiqué sur la figure 2A, une pâte de phosphore photosensible 5 contenant par exemple du phosphore bleu, est déposée, uniquement dans la.partie nécessaire, sur les bandes de carbone bl, par le procédé d'impression. Sur la figure 2A, la référence 6 désigne une grille d'écran et la référence 7 désigne une raclette. Comme grille d'écran 6, on peut utiliser une grille de maille t 150, par exemple, ou plus. - XE) Comme indiqué sur la figure 2B, après avoir recouvert les bandes de carbone bl de pâte de phos- phore photosensible 5, on laisse la plaque avant I telle qu'elle est, pour niveler la pâte de phosphore 5 de ma- nière à ne pas exposer la marque de grille imprimée, puis on sèche la pâte de phosphore 5. Q@ Comme indiqué sur la figure 2C, la pâte de phosphore photosensible 5, en particulier dans ses parties o l'on doit former les bandes de phosphore bleues B, est exposée à des rayons ultraviolets 9 par l'intermé- diaire d'un photo-masque 8, et les parties exposées de la pâte de phosphore 5 peuvent ainsi prendre. 0@ Comme indiqué sur la figure 2D, la pâte de phosphore photosensible 5 est développée à l'eau 10. 2569tJ'2l La bande de phosphore bleue B est for- mée comme décrit ci-dessus. Les bandes de phosphore rouges et vertes R et G sont formées respectivement de la même manière par les opérations de fabrication 1 à O ci- dessus. De plus, sur la figure 1, la bande de phosphore d'adresse ID formée sur le film d'aluminium 2, est également réalisée de la même manière par les opéra- tions de fabrication Q à O ci-dessus. Comme pâte de phosphore photosensible destinée à former les bandes de phosphore, on utilise une pâte satisfaisant les conditions ci-après. Q Du point de vue des circonstances, des coûts etc..., comme pour le système PVA (alcool de polyvinyle)-ADC (dichromate d'ammonium), on utilise une pâte de phosphore photosensible qu'on puisse développer l'eau. (D@ Du point de vue de la réaction au noir, dans le cas par exemple du système PVA-ADC, la pâte peut être séchée à une température inférieure à 45 C. CC) La pâte de phosphore photosensible doit présenter une viscosité et une vitesse d'évaporation suffisantes pour se niveler de manière à ne pas présenter la marque de la grille imprimée. @ La pâte de phosphore permet d'obtenir une épaisseur de film prédéterminée et une force de col- lage prédéterminée des bandes. (9)@ Quand on forme le phosphore de couleur, la pâte de phosphore ne doit pas se mélanger à d'autres phosphores de couleur, etc... Pour obtenir la viscosité et la vites- se d'évaporation nécessaires au nivellement, la pâte de phosphore photosensible contient une proportion en poids prédéterminée de glycol par rapport à l'élément solide de PVA. Comme glycol, on peut utiliser du 1,2-propanediol, du 1,3-propanediol, du 1,3-butanediol, du 2-méthyl-2, 4pentanediol etc..., comme indiqué dans le tableau 1 ci-après. Par contre, l'éthylène glycol, le 1,2-butane- diol, la glycérine et autres, ne peuvent être utilisés du fait des conditions indiquées ci-dessus. Plus précisément, si l'on utilise l'éthylène glycol, du fait de l'augmentation de sensibilité du liquide photosensible du système PVA-ADC, le phosphore commence à présenter une forte dépendance à la température; si 1' on utilise le 1,2-butanediol, la pâte devient peu miscible à l'eau; et si l'on utilise de la glycérine la pâte devient de mauvaise qualité pour le collage. En par- ticulier, comme le 2-méthyl-2, 4-pentanediol présente de faibles propriétés de corrosion des métaux, ce produit convient parfaitement pour former la bande de phosphore d'adresse ID sur le film d'aluminium 2. Tableau 1 Nom du glycol Structure chimique utilisé Problème ou non 1 éthylène H H augmentation de glycol H C non sensibilité du HO-C-C-OH C C liquide photo- H H sensible du système PVA-ADC 2 1,2-propanediol H OH H utili- propylène glycol HO-C-C- H-OH sable I t I H H H 3 1,3-propanediol H H utili- (triméthylène HO-C-C-C-OH sable glycol). a. t H H H 4 1,2-butanediol H OH H H peu miscible 4 1,2-butanediol- '- 1 -'1"1 HO-CC -C-C-H non à l'eau H H H H HH OH utili- 1,3-butanediol HO-C-C- C-C-H sable i 1 4 sable H HH H 6 2-méthyl-2-, HH-H-C H H H utili- I B 1H N! 4-pentanediol H-C- C-C- C-C-H sable H OH H OH H OH OH OH mauvaise qua- 7 glycérine1 q i l-1ité de col- 7 glycérine H- C- C- C- H non j I I b 11 lage H H H lage De plus, la proportion en poids de gly- col par rapport à l'élément solide de PVA est choisie de manière à se situer par exemple dans une plage de 0,1 à 2,0. Si la proportion en poids devient inférieure à 0,1, la surface recouverte devient rugueuse et des bulles ne peuvent disparaître de la surface, ou encore l'effet de nivellement est mauvais, tandis que si la proportion en poids devient supérieure à 2,0, le glycol ne sèche pas et la force de collage devient insuffisante. La figure 3 est un graphique représen- tant la relation entre la proportion en poids de glycol par rapport à l'élément solide de PVA, et la force de collage, lorsqu'on utilise un filtre en coin 11 tel que celui de la figure 4. Le filtre en coin 11 est constitué de façon continue par des parties allant d'une partie (1,0) ne laissant pas passer du tout les rayons ultraviolets, à une partie (0,0) laissant complètement passer les rayons ultraviolets, et la force de collage est mesurée en exa- minant la partie du filtre en coin 11 à travers laquelle les rayons ultraviolets qui la traversent permettent de faire prendre la pâte. Dans ce cas, la température du panneau était de 400 C. On peut voir sur la figure 3, que si la proportion en poids devient supérieure à 2,0, la force de collage diminue considérablement. Le tableau 2 ci-après donne un exemple de composition d'une pâte de phosphore photosensible utili- sée pour former la bande de phosphore bleue B. Dans ce cas, on utilise comme phosphore bleu 100 g de ZnS:Ag, et l'on utilise également 8 g d'alcool de polyvinyle (PVA) tel quepar exemple le GOTHENOL EG-40 (nom d'un produit fabriqué par Nippon Synthetic Chemical Industry, Co. Ltd), ml d'eau, 0,3 g de dichromate d'ammonium (ADC), 0,1 à 1 ml d'alcool octyl servant d'agent anti-moussant, 2 ml de silice colloidale,telle que par exemple de la LUDOX AM (nom d'un produit fabriqué par la Compagnie Dupont) servant d'agent augmentant la force de collage, et 2 g de 1,3-pro- panediol. Avec cette pate de phosphore photosensible, on utilise par exemple comme grille d'écran d'impression, de l'acier inoxydable de maille # 200. Le Tableau 3 ci-dessous donne un exemple de composition de pâte de phosphore photosensible utilisée pour former la bande de phosphore d'adresse ID. Dans ce cas, on utilise 50 g de Y3A15012: ce, comme 1 2 cecom phosphore d'adresse, et l'on utilise également 15 g d'alcool de polyvinyle (PVA) tel que par exemple du GOTHENOL AG-40, 100 ml d'eau, 0,5 g de dichromate d'ammo- nium (ADC), 2,0 ml d'alcool octyl servant d'agent anti- moussant, 4 ml de silice colloïdale telle que par exemple du LUDOX AL servant d'agent augmentant la force de collage, et 5 g de 2-méthyl-2,4-pentanediol. Tableau 2 Phosphore (ZnS: Ag) 100 g _________________________________-__-__________ Alcool de polyvinyle (PVA) 8 g (CGOTHENOL EG-40] 2'0 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Eau 55 ml Dichromate d'ammonium (ADC) 0,3 g Alcool octyl 0,1 à 1 ml Silice colloidale 2 ml [LUDOX AM] 1,3-propanediol 2 g Tableau 3 Phosphore (Y3A15012: Ce) 50 g Alcool de polyvinyle (PVA) 15 g t[GOTHENOL EG-40] Eau 100 ml 1 0 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Dichromate d'ammonium (ADC) 0, g Alcool octyl 2 ml Silice colloïdale [LUDOX AM] 4 mi _ _; -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2-méthyl-2,4-pentanediol 5 g Comme indiqué ci-dessus, dans le pro- cédé de fabrication d'un écran au phosphore selon l'inven- tion, on peut réduire la quantité de phosphore utilisée pour former la bande de phosphore, par rapport au procédé de maculage selon l'art antérieur, car la pâte de phosphore est déposée la première et n'est déposée que sur la partie nécessaire. De plus, comme on ne risque pas que cette pâte de phosphore adhère à la surface de référence, le traite- ment destiné à retirer le matériau adhérant à celle-ci etc..., devient inutile. En outre, comparativement au procédé de maculage selon l'art antérieur, l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention devient de construe- tion simple s'adaptant très bien à une production en grande série. De plus, dans le procédé de fabrication selon l'in- vention, comme la pâte de phosphore photosensible est ex- posée puis développée ensuite, selon ce procédé, pour former la bande de phosphore, cette bande de phosphore peut être formée avec une très grande précision. Enfin, comme la pâte de phosphore photosensible selon l'invention contient du glycol en proportion de poids prédéterminée par rapport à l'élément solide de PVA, et comme le glycol sert de retardateur ou d'inhibiteur de séchage, on peut obtenir, à l'impression par exemple, la viscosité et la vitesse d'évaporation prédéterminées. Ainsi, cette pâte de phosphore photosensi- ble convient parfaitement à la mise en oeuvre du procédé de fabrication ci-dessus, selon l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Procédé de fabrication d'un écran au phosphore, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes consistant à-: a) déposer une pâte de phosphore photosensible {5) sur une partie nécessaire; b) exposer la pâte de phosphore (5) photosensible déposée par l'intermédiaire d'un photo-masque (8); et c) développer la pâte de phosphore (5) ainsi exposée pour former une bande de phosphore (6). 2 ) Pâte de phosphore photosensible utilisée pour la mise en oeuvre du procédé selon la reven- dication 1, pâte caractérisée en ce qu'elle contient au moins un glycol choisi dans les groupes de glycol -compre- nant le 1,2-propanediol, le 1,3-propanediol, le 1,3-butane- diol, le 2-méthyl-2,4-pentanediol, etc..., dans une pro- portion en poids de 0,1 à 2,0 par rapport à un élément solide d'alcool de polyvinyle.