Способ изготовления многослойного цветного экрана

 

О rI И С А Н И Е ()940252

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09. 04. 80 (21) 2919357/18-2 t с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06,82, Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30 . 06 . 82 (5! )М. Кл.

H 01 J 9/227

3Ъеудврстеаиный камнтет

СССР ю денем изобретений и етерытнй (53) УДК 621 ° 385.

° 832(088.8) (72) Авторы изобретения

И.И.Лобанова, В.Е,Дегтева и Ю.Н.Фадеева

Ъ м I (7k) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО

ЦВЕТНОГО ЭКРАНА

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления экранов для многоцветных специальных электроннолучевых приборов.

Известен способ изготовления многоцветного люминесцентного экранами 1).

Такой экран изготавливают методом осаждения на дно колбы ЭЛП из рабочей суспензии многоцветной люмино1о формной смеси. Последняя состоит из люминофоров с красным и зеленым спектром излучения. В качестве красной компоненты экрана используют редкоземельный люминофор на основе оксисульфида иттрия, активированного европием (,3 0 Б- Fu)

Зеленой компонентой является сульфид цинка кадмия, активирован ный медью (7n, Cd) S Cu) . На частицах последнего имеется нелюминесцирующий барьерный слой из сульфида цинка, обеспечивающий при изменении напряжения изменение цвета свечения

2 экрана в цветных специальных ЭЛП.

Такой барьерный слой изготавливается.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления многослойного цветного экрана, включающий изготовление методом осаждения люминесцентных слоев зеленого и красного свечения, промежуточного подслоя под барьер из органической пленки на основе акриловых смол и барьерного слоя путем вакуумного напыления (2g

В этом экране земным люминофором, расположенным на стеклянной подложке, является 1и 5101 Nn, подслой из органической пленки служит для повыаения равномерности барьерного слоя.

Изготовление барьерного слоя свя" зано с испарением в вакууме тончайшего слоя металла, например алюминия, серебра, олова и хрома. Затем экран прокаливается для перевода в окисеп в течение 30 мин при 420 С и пропитывается паром водно-спиртового раство94025

30 ра. После этого наносится методом осаждения третий слой из люминофора красного свечения с химическим составом JVO Eu. Цветовая индикация в экране по одному способу осуществляется при напряжении 6 к — красно-оранжевый цвет, а при 12 кВ - зелено-желтый (2).

К недостаткам этого способа относятся низкие значения светоотдачи >0 в экране, связанные с использованием неярких люминофорных компонент,:, а также с невозможностью получить описанным способом плотные барьерные слои, которые позволили бы повысить 15 рабочее напряжение для красного свечения, технологическая сложность из-. готовления барьера одинакового по толщине и равномерного по полноте окисления металлического слоя. При этом наблюдается растрескивание барьера в процессе его сушки и прокалки при 425 С.

Цель изобретения — повышение светоотдачи и качества цветоделения 25 многоцветных экранов, а также повышение механической прочности барьерного слоя.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления многослойного цветного экрана, включающем изготовление методом осаждения люминесцентных слоев зеленого и красного свечения промежуточного подслоя под барьер из органической пленки

35 на основе акриловых смол, барьерного слоя путем вакуумного напыления, люминофорные компоненты перед нанесением на экран обрабатывают в 133-ном растворе силиката калия с мо дулем 1-2 в ультразвуковом поле в течение 15-30 мин, подслой из органической пленки наносят методом центрифугирования при вязкости лака на основе акриловых смол 3-7 ест при

45 скорости вращения экрана 200»220об/м

220 об/мин, барьерный слой изготавливают иэ веществ, входящих в основу люминофора зеленого цвета свечения при скорости испарения 400450 гlмин, скорости осаждения 800900 д/мин и скорости вращения экрана 20-40 об/мин.

Режим обработки .люминофоров в растворе силиката калия ультразвуковым м полем определяется необходимостью получения на частицах люминофора адсорбционного слоя оптимальной тол2 4 щины (0,05-0,15 мкм) ° При этом оптимальность характеризуется связующими и механическими свойствами адсорбционного слоя диоксида кремния, который должен обеспечивать прочность сцепления барьера с люминофорным слоем, а также механическую стойкость барьера. Слои толщиной менее

0,05 мк недостаточны для прочного сцепления барьерного слоя с люминофорным. Слои толщиной выше 0,15 мкм механически нестойки из-за больших внутренних напряжений в них, что свойственно слоям из диоксида кремния.

С другой стороны, при повышенной толщине начинает оказывать влияние его коэффициент термического расшиф рения (к. т.р. =2,3 ° 10 град ), который отличается от к.т.р. материала барьерного слоя (к.т.р.=5,35 1О град )

-f

Внутренние напряжения в самом адсорбционном слое и несовместимость его к.т.р. с барьером приводит к растрескиванию последнего.

Предлагаемые в формуле режимы обработки люминофоров в ультразвуковом поле обеспечивают получение связующих пленок диоксида кремния с оптимальной толщиной 0,05-0,15 мкм.

Длител ьност ь ульт раз вуко вой обработки регламентируется получением необходимого размера люминофорных частиц (2-4 мкм) . Измельчение люминофоров ультразвуковым методом способствует получению более равных как люминесцентных слоев, так и барьерного слоя. Последний факт является обязательным для получения качественного цветоделения., Обработанный предлагаемый способом люминофор зеленого свечения с химическим составом (Zn Cd)S Сц наносят на экранную подложку ЭЛТ первым. Для этого используются известный метод экранирования - метод осаждения. На полученный люминесцентный слой затем наносится подслой под барьерный слой из органической пленки на основе акриловых смол. Последняя позволяет еще больше снизить шероховатость люминофорного слоя зеленого свечения.

Подслой предлагается изготавливать методом центрифугирования органического лака с вязкостью 4,35,0 сСт при скорости вращения 200220 об/мин. Метод центрифугирова94025 ния позволяет исключить неоднородность получаемого подслоя по толщине и, соответственно, по шероховатости.

Выбор режима изготовления подслоя под барьер из органической пленки определяется из условия выполнения двух взаимоисключающих требований: по максимальным значениям механической прочности барьерного слоя и цветоделению в экране с большим диаметром (4300).

С другой стороны, снижение шероховатости барьера снижает его проч- 1 ность сцепления с люминофорным слоем и приводит к отлипанию барьера в последующих операциях. В связи с этим необходимо изготавливать такой подслой, который обеспечил бы некоторую оптимальную шероховатость барьера. Экспериментально было установлено, что величина оптимальной шероховатости подслоя составляет 23 мкм. Такая шероховатость обеспе- д чивает механическую прочность барьера и требуемое цветоделение в цветной

ЭЛТ.

Режимы, не укладывающиеся в приведенные пределы, не позволяют получать цветные экраны с прочным плотным барьерным слоем и, соответственно, с качественным цветоделением в экране.

Данный режим изготовления в сово35 купности с ультразвуковой обработкой люминофоров обеспечивает выход годных экранов-сэндвичей с диаметром

300-60-70 .

Барьер должен включать в себя все

40 компоненты, входящие s состав зеленой люминесцентной компоненты. Это позволяет приблизить к.т,р, барьера и люминофорного слоя, увеличить прочность барьерного слоя и, в конечном

45 счете, улучшить цветоделение в приборе. Различие в к.т.р, материалов барьера и люминофорного слоя существенно ухудшает прочность барьера, в особенности в экранах с большим

50 диаметром (300). Результаты экспериментов показывают, что барьеры из люминофора К-83 и двухслойные барьеры из сульфидов кадмия и цинка значительно прочнее. Процент выхода годных экранов с барьерными слоями из

55 люминофора К-83 (85/) и двухслойного барьера (70 ) существенно увеличивается по сравнению с экранами, 20;3

16,8

l3,5

12,6

2 6 у которых барьером является только известный сульфид цинка (503).

Предлагаемый барьер более плотный (P=4,31 г/см ), чем известный (4,09 г/см ), за счет более высокой плотности второго компонента барьера-сульфида кадмия. Повышение плотности барьера позволяет улучшить качество цветоделения за счет более тонкого варьирования толщиной барьера. Интервал варьирования толщиной напыляемого в вакууме барьера снижается с 0,1 мкм (для известного барьера из 2nS) до 0,05 мкм (для предлагаемого барьера из люминофора к-83 и двухслойного) .

В частности, скорость испарения

400-450 мг/мин определяется из условия испарения такого количества матери ал а б ар ь ера, чтобы получит ь слой требуемой толщины (0,2-0,7 мкм) с химическим составом, соответствующим химическому составу напыляемого вещества. Скорость испарения регулируется величиной вакуума (5<10 -1 10 мм) в системе, а также температурой нагрева лодочки с материалом барьера (900-1100 С)

Скорость осаждения напыляемого материала (800-900 E/ìèí) определяется из условия получения слоев с минимальными внутренними напряжениями, т,е. механически прочных слоев при применяемом вакууме в системе.

Выбор скорости вращения экрана (20-40 об/мин) обусловлен тем, что при скоростях меньше 20 об/мин нельзя получить равномерный по толщине барьер (неравномерность составляет более 15 ), а при скоростях выше 40 об/мин получаются механически непрочные барьерные слои изза внутренних напряжений.

В табл. 1 представлены результаты ультразвуковой обработки люминофора.

Таблица 1

Продолжение табл.

940252 8

1 нанесение на люминофорный слой подслоя из органической пленки на основе акриловых смол обеспечивает снижение шероховатости слоя до 2-3 мкм.

% Измерения шероховатости слоев проводятся на микроскопе ИИС-11. За шероховатость принимается разность высот наибольшей впадины и наибольшего выступа в люминофорном слое.

В табл. 2 приводятся светотехнические параметры многоцветных экранов, в частности запоминающей сеточ- ной ЭЛТ, изготовленной известными и предлагаемыми способами.

Теблица 2

6,1

30

3,2

3,2

2 3

Результаты табл. 1 показывают возможность снижения шероховатости (с 33 до 4,5 мкм) люминофорных слоев за счет измельчения люминофоров в ультразвуковом поле. Последующее

Цвет свечения

Экран яатериал Налрямеберьермо- мее акра го слоя ма, кВ

Световые координаты

Лкяеноеорные комлонвнты экрана

Светоотдача, св/Вт

Х У

6 0,991 О, 388

8 0,5 * 0,491

17 О 436 О 5I

Красно-орамweвый

Оранжево-желтый

Зелено-желтый

0,9-1, О

1,4

4,2

Прототил . (3" слойная система СВА) Zn 5 i0 IIn

ИО Си (Zn Cd) 5 Си

О, 489

0,6

Оранжево-wenтый

0,92

А1вОв

17 0 38

0,673 Зелено-желтый 2,5

11редлагаемый (4-слойная сист-ема) S О.Ь

I слой2,2

ZnS

Зелено-жел- 4,75 тый

17 О. 36 0,91

2 слой1

CdS (2я,сд)Ь Си

I 5 О Еи йредлагаеьай (3-слойная система) Зелено-желтый 4,8 (Zn,Cd)S 17

Си

0,434 0,905

Формула изобретения

Как показывают данные табл. 2, известные многоцветные экраны обес" печивают красное свечение при рабочем напряжении не более 6 кВ. При

8 кВ свечение экрана оранжево-желтое. Низкий предел напряжения для красного свечения обусловливают более низкие по сравнению с предлагаемыми экранами значения светоотда,чи 0,9- 1,0 св/Вт. У предлагаемых экранов в красном цвете светоотдачи 2,15-2,5 св/Вт, т.е. в 2-2,5 раза выше.

В зеленом цвете светоютдача предлагаемых экранов (4,75-4,8 св/Вт) также выше, чем у экрана - прототипа (2,5 св/Вт) и известного отечественного экрана (4,2 св/Вт), Кроме этого предлагаемйй способ позволяет повысить выход годных экранов с диаметром 300 мм до 70-854.

Известный (отечест- Двухцветная ввмный) люминофорнаяя смесь

КЗ-20

8 0,,61 0,338 Красный

0,698 О, 34 КРасный 2, I 5

Способ изготовления многослойного. цветного экрана, включающий изготовление методом осаждения люминесцентных слоев зеленого и красного свечения промежуточного подслоя под барьер из органической пленки на основе акриловых смол, барьер- ного слоя путем вакуумного напыления, отличающий с я тем, что, с целью повышения светоотдачи, качества цветоделения многоцветных экранов, а также механической прочности барьерного слоя, люминофорные компоненты перед нанесением на экран обрабатывают в 1-33-ном растворе силиката калия с модулем 1-2 в ультразвуковом поле в течение 15-30 мин подслой из органической пленки наносят методом центрифугирования при

940252

Составитель Н.Григорьева

Редактор Н.Безродная Техред К.йыцьо Корректор Е.Рошко

0 75 Тираж Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, РауасКая наб., д. 4/5

Заказ илиал ППП Патент, г. Ужгоррд, ул. Проектная, вязкости лака на основе акриловых смол 3-7 сСт при скорости вращения экрана 200-220 об/мин, барьерный слой изготавливают из веществ, вхо- дящих в основу люминофора зеленого цвета свечения при скорости испа, рения 400-450 г/мин, скорости осаждения 800-900 E/мин и скорости вращения экрана - 20-40 об/мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Известия АН СССР, сер. 35, физика, 1971, с, 1467.

2. Патент CWA 1 3819409, кл. 117-211, опублик. 1974 (прототип).