Способ получения мелкоструктурных катодолюминесцентных покрытий для электронно-лучевых трубок высокого разрешения

 

Использование: электронная техника в частности производство электронно-лучевых трубок, изготовление мелкоструктурных катодолюминесцентных покрытий. Сущность изобретения: способ включает приготовление суспензий люминофора (Л), осаждение Л в гравитационном поле на экран (Э) в водно-щелочном растворе (Р) полиметакриловой кислоты (ПМАК) и закрепление осажденного покрытия водным Р азотнокислого стронция При изготовлении суспензии Л вводят в 0,01 - .0,012%-ный водный раствор ПМАК и при перемешивании обрабатывают ультразвуком в течение 40 -60 мин. При осаждении в суспензию вводят 0,015 -0,020 мас.%. ПМАК и 0,16 - 020 мас%. тетраборнокислого натрия.

ЬЭ

<З

СР

4й

Сй

ЬЭ

1©

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4945472/21 (22) 14.06.91 (46) 30.1193 Бюл. Йя 43-44 (71) Конструкторское бюро "Эротрон" (72) Солтыс М.Н.; Гаврылив 8Д; Лущик Г.Я„. Кузь

В.И. Пигрух 8.В. (73} Конструкторское бюро "Эротрон" (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕПКОСТРУКТУРНЫХ КАТОДОЛ10МИНЕСЦЕНТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫХ ТРУБОК

ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ (57) Использование: электронная техника, в частности производство электронно-лучевых трубок (в) RU (и) 2094029 С1 (Я) 5 Н03 9 22 изготовление мелкоструктурных катодолюминесцентных покрытий. Сущность изобретения: способ включает приготовление суспензий люминофора (Л), осаждение Л в гравитационном попе на экран (Э) в водно-щелочном растворе (P) полиметакриповой кислоты (ПМАК) и закрепление осажденного покрытия водным P азотнокислого стронция. При из— готовлении суспензии Jl вводят в 0,01 .0,012%-ный водный раствор ПМАК и при переме— шивании обрабатывают ультразвуком в течение 40 — 60 мин. При осаждении в суспензию вводят 0,015 — 0,020 мас%. ПМАК и 0,16 — ОЯО мас%. тетраборнокислого натрия.

2004029

Изобретение относится K электрон«ой технике, в частности к производству электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), и предназн ачено для изготовления мелкоструктурных катодолюминесцентных покрытий, Известен способ получения люминесцентного слоя методом осаждения люминофора на подложку из суспензии, стабилизированной в водном растворе силиката калия. После осаждения порошка часть водного раствора сифонируют и вводят раствор коагулятора — нитрата бария вблизи поверхности люминофорного слоя для его закрепления (1).

Недостатком описанного способа является то, что применении= водного раствора силиката калия не дает возмо>кности получать агрегативно устойчивые суспензии " узким фракционным распределением, При осаждении таких суспензий на стеклянную подло>кку получают люминесцентное 10 крытие с неравномерной, рыхлой с.. руктурой и невысокой разрешающей способностью, Это обьясняется переходом на поверхность не отдельных частиц., а их агрегатов. Кроме того, применение силиката калия приводит к снижени:о яркости свечеHèÿ люминофора, недостаточно прочному сцепления люминофорных частиц между собой и с подложкой.

Наиболее близки « Itpepлагаемому является способ нанесения катодолюминес"центного покрытия методом осаждения в гравитационном поле люминофора из суспензии B водно-щелочном раствоое полиметакриловой кислоты (Г1МАК) (2), В способе, выбранным в качествс прототипа, используют органическое вещество триэтиламин (ТЭА) в качестве щелочи. ТЭА вводится в систему в количестве 0,05-0,07 мас. Д, Концентрация ПМАК в системе составляет

0,012-0,017 мас. Д. Г1осле осаждения суспензии на стеклянну о подло>кку в течение

2,5 — 3 ч в систему вводят коагулятор -- азотнокислый стронций 0,064 — ОЯБ5 мас. /.

Недостатками способа-прототипа являются значительное время осаждения суспензии и присутствие в суспензии, используемой для нанесения люминесцентных покрытий, некоторого коли;ества мелких частиц люминофора (менее 0,5 мкм).

Поскольку ТЭА является поверхностно-активным веществом и происходит его адсорбция как на границе раздела твердая фаза— жидкость, так и жидкость — воздух, то его введение в систему приводит к пони>кению поверхностного натяжения, что способствуeI переносу мелких частиц на поверхность жлдкости. При удалении жидкой среды сифонированием находящиеся на поверхно5 l0

55 сти мелкие частицы оседают на сформированное люминофорное покрытие, что сНМжает качество покрытий. 8 конечном итоге это прлводит к уменьшеник> выхода качественных покрытий (появление неравномерностей экрана) и снижению стабильности технологического процесса. Имеет место также изменение рН среды, что оказывает влияние на степень диссоциации ПМАК, указанные факторы привоцят к изменению условлй осаждения люминофора, обеспечивающих оптимальную устойчивость суспензии. Это сказывается на воспроизводимости условий стабильности процесса осаждения и светотехнических параметрах люминофорных покрытий получаемых ЭЛТ.

Целью изобретения является улучшение равномерности покрытия, обеспечение стабильности технологического процесса и достижение высоких светотехнических характерлстик ЭЛТ, Цель достигается приготовлением агрегативно устойчивой суспензии, получаемой путем введения люминофора в 0,01—

0,012 Д,-ный водный раствор ПМАК, обработкой люминофорной суспензии при перемешивании ультразвуковым полем в течение 40 — 60 мин для достижения адсорбционного равновесия и получения защитного полимерного слоя, препятствующего агрегации частиц, Из полученной суспенэии люминофор осаждают на экран ЭЛТ в

О 015 — 0,0207 -ном водно-щелочном растворе ПМАК, в котором в качестве щелочи используют тетраборнокислый натрий

0,16 — 0,29 мас,,.

Получение агрегативно устойчивой суспензии основано на формировании на поверхности люминофорных частиц защитного полимерного слоя (обеспечивающего стабилизацию частиц) и зависит от кон центрацьли ПМАК и времени его контакта с люминофором, В предлагаемом способе стабилизация суспензии достигается при введении люминофора в 0,01-0,012;4-ный водный раствор полиметакриловой кислоты и обработке его при перемешивании в ультразвуковом поле в течение 40 — 60 мин.

Под действием gëüòðàçâóêoaûõ колебаний интенсифицируется процесс адсорбции и происходит разрушение агрегатов, что позволяет получать суспензии с узким дисперсным составом, При введении люминофора в раствор ПМАК без ультразвуковой обработки адсорбция полимера протекает длительное время (6 — 8 ч), защитные полимерные слои формируются «а поверхности агрегатов, которые в условиях осаждения на поверхность подло>кки (экрана) 2004029 могут разрушаться и способствовать образованию неоднородных и неплотных покрытий.

Границы приведенных числовых интервалов являются оптимальными для получения агрегативно устойчивых суспензий люминофора с узким дисперсным составом, Так, при концентрации ПМАК ниже 0,01% и выше 0,012% суспензия характеризуется низкой агрегативной устойчивостью и широким фракционным распределением. Время обработки суспензии в ультразвуковом поле 40 — 60 мин (при частоте 20-24 кГц) является необходимым и достаточным для разрушения агрегатов, достижения адсорбционного равновесия в системе и формирования на поверхности индивидуальных частиц защитного полимерного слоя, Если выбрать время обработки ультразвуком менее 40 мин, то происходит недостаточное разрушение конгломератов и полимером покрываются не индивидуальные частицы, а их агрегаты, При времени ультразвуковой обработки суспенэии более 60 мин возникает агрегация индивидуальных частиц, которая сопровождается образованием достаточно крупных конгломератов.

По способу, выбранному в качестве прототипа, осаждение люминофорных частиц на подло>кку осуществляется из суспензии в водно-щелочном растворе ПМАК, а в качестве щелочи используюттриэтиламин, который приводит к изменению значения рН и соответственно степени ионизации макромолекул полимера. В процессе изменения рН происходит дестабилизация суспензии, которая предварительно не обработана и имеет агрегаты, что сопровождается их перестройкой, т.е. разрушением одних и образованием новых, более крупных. В результате изменения процесса осаждения люминофора на поверхности подложки формируется неоднородное покрытие, По предлагаемому способу в предварительно полученную агрегативно устойчивую суспензию вводят дополнительно 0,015—

0,020%-íûé водно-щелочной раствор

ПМАК, В качестве щелочи используют тетраборнокислый натрий 0,16-0,20 мас.%, Введение в систему ПМАК(с концентрацией

0,015-0,020%) необходимо для обеспечения высокой адгезионной прочности сцепления частиц с подложкой, а использование в качестве щелочи тетраборнокислого натрия — для стабилизации процесса осаждения частиц(за счет постоянства рН раствора, обеспечивающего одинаковую степень иониэации мак ромолекул полимера), При концентрации ПМАК в процессе осаждения ниже 0,015% получаемые покры5

50 тия характеризуются низкой адгезией к подложке (экрану), а при концентрации выше

0,020% изменяется дисперсный состав полученной агрегативно устойчивой суспензии, Предложенная концентрация тетраборнокислого натрия (0,16 — 0,20 мас.%) является оптимальной и обеспечивает постоянство рН раствора ПМАК и, как следствие, одинаковую степень ионизации ее макромолекул. В результате стабилизации процесса осаждения сохраняются свойства предварительно полученной суспензии и нг поверхность подложки осаждаются люминофорные частицы с узким дисперсным составом, что приводит к формированию плотной, однородной структуры покрытия, что, в конечном счете повышает параметры экранов ЭЛТ.

Перемешивание еуспензии люминофоров в процессе ультразвуковой обработки позволяет удерживать отдельные частицы люминофора во взвешенном состоянии, что способствует более равномерному покрытию частиц люминофора полимером. При этом ускоряется процесс достижения адсорбционного равновесия системы. Обычно водные суспензии люминофоров являются седиментационно неустойчивыми и их частицы под действием силы тяжести быстро осаждаются на подложку, образуя осадок.

Это препятствует проникновению макромолекул полимера ко всем частицам люминофора и его адсорбции на поверхности частиц.

Таким образом. существенными признаками, отличающими предлагаемый способ от. аналогов и прототипа, являются приготовление агрегативно устойчивой суспензии с узким дисперсным составом, обработка полученной суспензии в ультразвуковом поле при одновременном перемешивании суспензии, проведение осаждения люминофора в водно-щелочном растворе ПМАК(при предложенной концентрации) с постоянным значением рН и одинаковой степенью ионизации ее макромолекул вследствие буферных свойств применяемого раствора, отсутствие в системе поверхностно-активных веществ, приводящих к понижению качества покрытия за счет осаждения мелких фракций люминофора, Способ получения мелкоструктурных катодолюминесцентных покрытий иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. К 100 мл 0,011%-ного водного раствора ПМАК добавляют 1 г люминофора. Суспензию при перемешивании обрабатывают в течение 50 мин в ультразву2004029 коном поле (интенсивность звука 2,05

Вт/см и частота 22 кГц). Полученну о таким способом суспензию испольэу от для получения люминесцентных покрытий ЭЛТ.

Для этого 0,7 мл 2,5%-ного водного раствора ПМАК (что составляет 0.017 мас.%) разбавляют дистиллированной водой до объема 81 мл, после чего вводят в раствор

9 мл 2%-ного раствора тетраборнокислого натрия (что составляет 0,18 мас,%) и 10 мл стабилизированной суспензии люминофора. Люминофорные частицы из суспенэии осаждаются на стеклянную поверхность экрана в гравитационном поле в течение 1,5 —

2 ч. После осаждения люминофорных частиц в систему вводят 50 мл 0,35%-ного водного раствора нитрата стронция для закрепления сформированного люминофорного покрытия на стеклянной поверхности экрана

ЭЛТ. Время закрепления составляет 15 . мин. После этого раствор слива от, а люминофорное покрытие высушивают, Пример 2, К 100 мл 0,0".%-ного водного раствора ПМАК добавляют 1 г люминофора. Суспензию при перемешивании обрабатывают в течение 40 мин в ультразвуковомм поле при частоте 20 кГц и интенсивности 1,8 Вт/см . Для получения л аминафорного покрытия 0,6 мл 2,5%-ного водного раствора ПМАК (что составляет

0,015 ма"...%) разбавляют дистиллированной водой да обьема 82 мл, после чего вводят 8 мл 2%-ного раствора тетраборнокислого натрия (что составляет 0,16 мас,%) и 10 л стабилизированной суспенэии люминофора, Следующие операции способа аналогичны операциям, описанным в примере 1.

Пример 3. К 100 мл 0,012%-ного водного раствора ПМАК добавляют 1 г люминофора, Суспензию при перемешинании обрабатывают н течение 60 мин в ультразвуковом пале с интенсивностью звука

2,3 Вт/см и частотой 24 кГц, Для получения люминофорного покрытия ОЯ мл 2,5% èîão водного раствора П МА К (что составляет 0,02 мас.%) разбавляют дистиллированной водой до объема 80 мл, после чего вводят 10 мл 2%-ного раствора тетраборнокислого натрия (что составляет 0,20 мас,%) и 10 мл стабилизированной суспенэии люминофора. Следующие операции аналогичны описанным в примере 1, Пример 4. К 100 мл 0,01%-ного водного раствора llMAK добавляют 1 г л оминофора. Суспензию при перемешивании (мешалкой) обрабатыва от в ультразвуковом поле в течение 40 мин при частоте 24 кГц и с интенсивности звука 1,8 Вт/см . Для получения люминофорного покрытия 0,8 мл

2,5%-ного водного раствора ПМАК (что составляет 0,02 мас.%) разбавляют дистилли5 рован ной водой до обьема 82 мл, после чего вводят 8 мл 2%-нога раствора тетраборнокислого натрия (что составляет 0,16 мас.%) и 10 мл стабилизированной суспензии люминофора. Все последующие операции ана10 логичны описанным в примере 1.

Пример 5, К 100 мл 0,01%-ного водного раствора ПМАК добавляют 1 г люминофора. Суспенэи о при перемешивании обрабатывают в течение 60 мин в ультразву15 коном поле с интенсивностью ?,3 Вт/см и частотой 20 кГц. Для получения люминофорного покрытия 0,8 мл 2,5%-ного водного . раствора ПМАК (что составляет 0,02 мас.%) разбавляют дистиллированной водой до

20 объема 80 мл, после чего вводят 10 мл 2%ного раствора тетраборнокислого натрия (что составляет 0,20 мас,%) и 10 мл стабилизированной суспензии люминофора. Все последующие операции аналогичны опи25 санным в примере 1.

Пример 6. К 100 мл 0,012%-ного водного раствора ПМАК добавляют 1 г люминофора. Суспенэию при перемешивании обрабатывают в течение 60 мин в ультразву30 коном поле с интенсивностью 2,3 Вт/см и частотой 24 кГц. Для получения люминофорного покрытия 0,6 мл 2,5%-ного водного раствора П МАК (что составляет 0,015 мас.%) разбавляют дистиллированной водой до

35 объема 82 мл, после чего вводят 8 мл 2 /-ного раствора тетраборнокислого натрия (что составляет 0,16 мас,%) и 10 мл стабилизированной суспензии л оминофора. Все последующие операции аналогичны описанным в примере 1, Люминофорные покрытия экранов, изготовленных н соответствии с примерами

1-6, равномерные с мелкодисперсной гладкой структурой.

Полученные по предлагаемому способу экраны использовались в макетах ЭЛТ13ЛК (типа "Кодекс" ) с диагональю экрана 130 мм.

Разрешающая способность ЭЛТ с экранами, изготовленными по предлагаемому способу составляет 140 Тв лин/мм при кон.грасте 50-54% и межэлементной неравномерности яркости 8-9%. (56) 1. Патент Великобритании

N 986636, кл. C4S, опублик. 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

N 693460, кл. Н 01 J 9/20, 1979, 2004029

10

Составитель М, Солтыс

Техред M. Моргентал

Редактор Т. 10рчикова

Корректор О, Кравцова

Заказ 3326

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ MEflKOCTPYKТУРНЫХ КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ

ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫХ ТРУБОК ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ, включающий приготовление стабилизированной суспензии люминофора в водном растворе полиметакриловой кислоты, приготовление суспензии для гравитационного осаждения люминофора путем введения

: полученной стабилизированной суспензии ! люминофора в водно-щелочной раствор полиметакриловой кислоты, осаждение лю- минофора на экран в гравитационном поле и закрепление осажденного покрытия вод! ейным раствором азотнокислого стронция, отличающийся тем, что. с целью поьышения равномерности покрытия, стабильности технологического процесса и светотехнических характеристик электронно-лучевых трубок, для приготовления стабилизированной суспензии люминофора используют 0,010 - 0,012 мас.%-ный водный раствор полиметакриловой кислоты и обрабатывают ультразвуковым полем в течение 40 - 60 мин, суспензия для гравитационного осаждения люминофора дополнительно содержит 0 015 - 0,020 мас.% полиметакриловой кислоты, а в качестве щелочи - натрий тетраборнокислый в количестве 0,16 - 0,20 мас.%.