СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ЭКРАНА Российский патент 1995 года по МПК H01J9/22 

Изобретение относится к технологии производства электровакуумных приборов, в частности к способам изготовления люминесцентных экранов фотоэлектронных приборов.

Известен способ изготовления люминесцентного экрана, заключающийся в формировании на подложке липкого слоя (методом фотоэкспонирования) и последующем нанесении на него сухого порошка люминофора [1]
Недостатком данного способа является невозможность обеспечения регулирования толщины слоя люминофора, а, как известно, небольшая эффективность работы катодолюминесцентного экрана определяется оптимальной толщиной слоя люминофора, рассчитанной для работы при определенном значении ускоряющего напряжения. Кроме того, формирование липкого слоя методом фотоэкспонирования требует специального оборудования, что усложняет и удорожает процесс изготовления экранов.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления люминесцентного экрана, заключающийся в формировании на подложке липкого слоя (при экспонировании ее УФ-излучением) и последующем нанесении на него смеси мелких и крупных частиц люминофора определенного цвета [2] Поскольку мелкие частицы легче прилипают к липкой поверхности и проникают в зазоры между крупными, то непосредственно на подложке формируется слой, в основном, мелких частиц, а второй слой образован более крупными частицами.

Толщина липкого слоя, определяющая толщину люминофорного покрытия, в данном случае связана с временем фотоэкспонирования. При этом способе точность регулирования толщины невысока. В толстых слоях люминофора (более 3,5 мг/см²), сформированных из крупных зерен, как, например, в способе-прототипе, это существенно не сказывается на эффективности работы экрана. Однако для тонкоструктурных экранов с высоким пределом разрешения, изготовленных из мелких люминофоров со средним размером частиц до 4-4,5 мкм, и повышенными требованиями к реализации заданной толщины люминофора данный способ также не обеспечивает возможность регулирования толщины слоя люминофора и формирование тонкоструктурных экранов с высокими оптическими характеристиками. К тому же данный способ также требует специального оборудования для формирования липкого слоя, что усложняет и удорожает технологический процесс.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и обеспечение возможности формирования экранов с заданной толщиной слоя люминофора при повышении технологичности за счет упрощения оборудования.

Цель достигается тем, что в способе изготовления люминесцентного экрана, заключающемся в формировании на подложке липкого слоя и последующем нанесении на него люминофора, липкий слой формируют из лака на основе, например, эфиров уксусной, фталевой кислот, высокомолекулярных спиртов и бутилметакрилата, при скорости вращения подложки 2500-4000 об/мин, при этом отношение веса бутилметакрилата к весу эфира фталевой кислоты выбирают в пределах 0,5-1,5.

Способ реализуется следующим образом.

Обезжиренная подложка устанавливается в посадочное место центрифуги. На центральную часть рабочей поверхности подложки из дозатора наливается 0,05-0,1 мл лака. Регулятором напряжения задается значение напряжения питания двигателя, соответствующее выбранной скорости вращения, определяющей требуемое значение нагрузки люминофора.

Предварительно была получена эмпирическая зависимость скорости вращения подложки, установленной в центрифуге, от напряжения питания двигателя центрифуги. Изготовлен набор модификаций лака с различными весовыми отношениями бутилметакрилата смолы к весу эфира фталиевой кислоты коэффициентом K.

Для каждой модификации на серии обезжиренных подложек центробежным способом при различных скоростях вращения был сформирован липкий слой из лака, нанесенного предварительно на подложку из дозатора. Измерениями весовым методом определена зависимость толщины липкого слоя от скорости вращения для каждого из остатков лаков. На полученные липкие слои насыпался порошок люминофора, при втирании которого в липкий слой формировался люминофорный слой. После выжигания липкого слоя и измерения нагрузок люминофора весовым методом были получены зависимости толщины (нагрузки) слоя люминофора от скорости вращения для разных лаков.

Для тонкоструктурных экранов с нагрузками от 0,6 до 1,1-1,3 мг/см² из люминофора со средним размером зерна 2,5-4,5 мкм зависимость нагрузки от коэффициента K и скорости вращения подложки приведена в табл. 1.

Приведенный диапазон изменения коэффициента K достаточен, чтобы реализовать требования, предъявляемые к люминесцентным слоям тонкоструктурных экранов по оптическим и светотехническим характеристикам.

При нагрузке люминофора менее 0,6 мг/см² наблюдается неудовлетворительная сплошность слоя люминофора и снижение светоотдачи, верхний предел нагрузки ограничивается разрешающей способностью слоя ниже требуемого значения.

При скорости вращения подложки ниже нижнего предела ухудшается равномерность получаемых слоев, а верхний предел ограничен значительным утоньшением липкого слоя, не позволяющим сформировать люминесцентное покрытие хорошего качества.

Вращение подложки с выбранной скоростью производится в течение 40±5 с. Указанное значение времени вращения подложки выбрано как оптимальное из условий возможного недотекания лака к периферии подложки и формирования лаковой пленки не менее определенной толщины. Время вращения задается с помощью реле времени. По окончании вращения подложка вынимается из посадочного места и передается на операцию нанесения люминофорного слоя. При проведении этой операции подложка вставляется в специальное гнездо рабочей поверхностью вверх.

Сухой порошок люминофора насыпается на липкую поверхность и растирается по ней легкими движениями кисточки. Нагрузка получаемого слоя люминофора определяется толщиной липкого слоя. Остаток сухого люминофора сдувается потоком сжатого воздуха. Затем липкий слой выжигается на воздухе при температуре 400^оС.

Способ был опробован с лаком следующего состава, мас. Бутилметакрилат 11,1 Дибутиловый эфир фталевой кислоты 11,7 Бутиловый эфир уксусной кислоты Остальное.

Зависимость характеристик экранов, изготовленных по заявляемому способу при постоянной скорости вращения подложки из люминофора со средним размером зерна 2,5 мкм, представлена в таб. 2.

Применение заявляемого способа получения люминесцентных экранов по сравнению со способом-прототипом позволяет формировать плотные люминесцентные слои с высокой разрешающей способностью при сохранении светотехнических показателей на уровне, получаемом в более толстых слоях традиционными способами (осаждение в растворе силиката калия, электрофорез).

Заявляемый способ позволяет с хорошей точностью регулировать нагрузку люминофорного слоя. Максимальная относительная ошибка толщины слоев, полученных с одним лаком при постоянной скорости вращения подложки, не превышает ±2,5% Такая точность не может быть достигнута при изготовлении экранов по способу-прототипу.

Получение люминофорных экранов по заявляемому способу не требует дополнительного фотоэкспонирования, что упрощает технологический процесс, снижает затраты времени и стоимость изделия.

Использование: технология производства электровакуумных приборов, в частности изготовление люминесцентных экранов фотоэлектронных приборов. Сущность изобретения: на подложке при ее вращении со скоростью 2500-4000 оборотов в минуту формируют липкий слой из лака на основе эфиров уксусной и фталевой кислот и бутилметакрилата при отношении массы бутилметакрилата к массе эфира фталевой кислоты в пределах 0,5-1,5. На полученный липкий слой наносят порошок люминофора, втирают его и после удаления остатка порошка люминофора выжигают липкий слой на воздухе при температуре 400°С. 2 табл.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ЭКРАНА, включающий формирование на подложке липкого слоя с последующим нанесением на него люминофора, отличающийся тем, что липкий слой формируют из лака на основе эфиров уксусной и фталевой кислот и бутилметакрилата при вращении подложки с частотой 2500-4000 мин^-1, при этом отношение массы бутилметакрилата к массе эфира фталевой кислоты выбирают в пределах 0,5-1,5.