ЦВЕТНОЙ КИНЕСКОП И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК H01J29/07 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении цветных кинескопов.

Известен цветной кинескоп, содержащий электронно-оптическую систему (ЭОС), экранно-масочный узел (ЭМУ) с теневой маской в виде металлического основания с отверстиями, заключенные в герметичную вакуумированную стеклооболочку.

Известен также способ изготовления цветного кинескопа, включающий изготовление ЭОС, ЭМУ с теневой маской в виде металлического основания с отверстиями, монтаж их в герметичную стеклооболочку и их термовакуумную обработку.

Недостатком указанных объектов является относительно невысокое качество изображения на экране.

Известен также цветной кинескоп, содержащий ЭОС, ЭМУ с теневой маской в виде металлического основания с отверстиями и нанесенным на него покрытием, содержащим оксид висмута и силикат щелочного металла, заключенные в герметичную вакуумированную стеклооболочку.

Известен также способ изготовления цветного кинескопа, включающий изготовление ЭОС, ЭМУ с теневой маской в виде металлического основания с отверстиями и нанесенным на него покрытием, монтаж их в герметичную стеклооболочку и их термовакуумную обработку.

Недостатком способов являются сравнительно невысокие значения разрешающей способности.

Достигаемым техническим результатом и целью изобретения является повышение разрешающей способности за счет совершенствования экранно-масочного узла с теневой маской.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном цветном кинескопе, содержащем ЭОС, ЭМУ с теневой маской в виде металлического основания с отверстиями и нанесенным на него покрытием, заключенные в герметичную вакуумированную стеклооболочку, нанесено покрытие, содеpжащее оксид висмута и силикат щелочного металла с размером гранул 10-18 мкм, которое выполнено частично заполняющим отверстия маски. При этом диаметр D₁ отверстия после нанесения покрытия выбран по отношению к диаметру D₂ исходного отверстия в пределах
0,025 D₁/D₂ 0,16.

Толщина покрытия h₁ выбрана по отношению к толщине металлического основания h₂ в пределах 0,012≅ h₁/h₂ ≅ 0,53 и взаимосвязана с расстоянием l₁ от маски до экрана по оси симметрии кинескопа соотношением 3,2 ·10^-4 ≅ h₁/l₁ ≅ 7,3· 10^-3.

Указанный технический результат достигается также тем, что в известном способе изготовления цветного кинескопа, включающем изготовление ЭОС, ЭМУ с теневой маской в виде металлического основания с отверстиями, нанесение пневматическим распылением суспензии, содержащей компоненты, образующие покрытие, монтаж их в герметичной стеклооболочке и термовакуумную обработку, на поддерживаемое при температуре 280-490 К металлическое основание, наносят покрытие из водной суспензии Bi₂O₃ концентрацией 28-60 мас. со скоростью осаждения в пределах 0,026 мк/с 3,4 мк/с в течение времени 35-180 с, поддерживая давление распыляющего газа в пределах 2,06-9,47 Па, и выдерживают покрытие при температуре в указанном значении в течение времени 300-1800 с. Затем на него наносят водный раствор Na₂SiO₃ с концентрацией 15-36 вес. при тех же условиях, что и предыдущий раствор. Нагревают нанесенное покрытие до температуры в пределах 690-730 К и выдерживают его при этой температуре в течение времени 3300-4200 с.

На фиг. 1 показано схематическое изображение разреза цветного кинескопа; на фиг. 2 фрагмент теневой маски кинескопа.

Отличительные признаки кинескопа 1, в частности, ЭОС 2, ЭМУ 3, стеклооболочки 4 заключаются в следующем. На металлическое основание 5 (см.фиг.2) с отверстиями 6 теневой маски 7 нанесено покрытие 8 состава, вес.

Bi₂O₃ 25-56
Na₂SiO₃ Остальное с размером гранул 10-18 мкм, частично заполняющее отверстия 6 основания 5.

Толщина h₁ (см.фиг.2) покрытия 8 выбрана по отношению к толщине h₂ металлического основания в пределах 0,012 ≅ h₁/h₂ ≅ 0,58.

Частичное заполнение отверстий покрытия связано с тем, что при распылении технологического раствора, превращающегося при термообработке в покрытие, его частички, смачивая материал основания, осаждаются на краях 9 отверстий и боковых сторонах 10 и дополнительно на уже осевших на элементах 9, 10 частичках раствора. В результате этого диаметр D₁ отверстия 11 после нанесения покрытия 8 выбран по отношению к диаметру D₂ исходного отверстия 6 в пределах 0,025 D₁/D₂ 0,16.

Выбор степени заполнения отверстия покрытием 8 позволяет оптимальным образом выбрать условия фокусировки электронных лучей, проходящих через отверстия маски 7. При этом соотношение толщины h₇ покрытия 8 теневой маски 7 к расстоянию l₁ (фиг.1) от маски 7 до экрана 12 выбрано в пределах 3,2 ·10^-4 ≅ h₁/l₁ ≅ 7,3· 10^-3.

Отличительными особенностями заявляемого способа является то, что на поддерживаемое при температуре Т₁ в пределах 280 К ≅ Т₁ ≅ 490 К металлическое основание 5 наносят покрытие 8 из водного раствора Bi₂O₃ концентрацией 28-60 вес. пневматическим распылением его со скоростью V₁ осаждения в пределах 0,026 мк/с ≅ V₁ ≅ 3,4 мк/с в течение времени t₁ в пределах 35 с ≅ t₁ ≅ 180 с, поддерживая давление Р распыляющего газа в пределах 2,06 ≅ Р≅ 9,47 Па.

Нанесенный слой покрытия выдерживают при температуре Т₁ в течение времени t₂ 300 с ≅ t₂ ≅ 1800 с и после на него наносят слой водного раствора Na₂SiO₃ с концентрацией 15-36% (вес.) при тех же технологических условиях, что и слой предыдущего раствора.

В качестве распыляющего газа используют воздух или любой инертный по отношению к распыляемым растворам газ. Следует отметить, что прохождение распыляющего воздуха через отверстие теневой маски 7, закрепленной на раме 13, используют для оптимизации диаметра D₁ отверстия 11.

Затем нанесенное покрытие нагревают до температуры Т₂ в пределах 690 К≅ ≅ Т₂ ≅ 730 К и высушивают при выбранной температуре Т₂ в течение времени t₃.

3300 с ≅ t₃ ≅ 4200 с.

Практика показала, что стадии окончательной термообработки нанесенного покрытия целесообразно совмещать с процессом нагрева деталей кинескопа в процессе склейки конуса с ЭМУ.

Для уменьшения заряда электронов, осаждаемых на покрытие теневой маски, целесообразно уменьшить сопротивление этого покрытия. Как показали эксперименты, указанная проблема решается дополнительным введением в покрытие углерода в количестве 0,5-6 весовых процентов в виде углеродсодержащих добавок, например, коллидно-графитовый препарат.

Как показали проведенные экспериментальные исследования, указанный технический результат и поставленная цель достигаются только при строгом взаимосвязанном выполнении всех существенных признаков, отраженных в формуле изобретения.

При оптимальных условиях реализации заявленных объектов (см.таблицу) яркость и разрешающая способность превышали не менее, чем на 30% значения аналогичных параметров их прототипов.

Нижняя и верхняя границы заявленных соотношений были определены путем статистической обработки, анализа и обобщения экспериментальных данных, исходя из условия приближения значений яркости и разрешающей способности к максимальным величинам, достигнутым у прототипа (см.таблицу).

Выход за верхнюю и нижнюю границы заявленных соотношений, как следует из таблицы, приводит к невозможности достижения указанных технического результата и цели.

Кроме отмеченных преимуществ изобретения следует указать на повышение яркости и чистоты цвета у изготовленных кинескопов, а также на снижение процента брака из-за появления инородных частиц в готовых кинескопах.

Использование: электронная техника, цветные кинескопы. Сущность изобретения: в цветном кинескопе покрытие на теневой маске выполнено из оксида висмута и силиката натрия с размером гранул 10 - 18 мкм. Покрытие выполнено частично заполняющим отверстия металлического основания теневой маски. При этом диаметр отверстия после нанесения покрытия, диаметр исходного отверстия, толщина покрытия, толщина металлического основания теневой маски, степень шероховатости покрытия, величина максимального термомеханического прогиба теневой маски, расстояние от маски до экрана и расстояние до экрана от границы рабочей зоны теневой маски в плоскости симметрии кинескопа, проходящей через диагональ экрана, взаимно соотносятся между собой в указанных в формуле изобретения пределах. Способ изготовления цветного кинескопа включает нанесение покрытия на маску, предварительно нагретую до температуры 280 - 490 К пневматическим распылением из растворов, приведены условия напыления покрытия, а также последующей температурой обработки. 2 с. п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Цветной кинескоп, содержащий электронно-оптическую систему, экранно-масочный узел с теневой маской в виде металлического основания с отверстиями и нанесенным на него покрытием, содержащим оксид висмута и силикат щелочного металла, заключенные в герметичную вакуумированную стеклооболочку, отличающийся тем, что покрытие с размером гранул 10 18 мкм выполнено частично заполняющим отверстия основания, при этом диаметр D₁ отверстия после нанесения покрытия выбран по отношению к диаметру D₂ исходного отверстия в пределах 0,025 ≅ D₁ / D₂ ≅ 0,16, толщина покрытия h₁ выбрана по отношению к толщине металлического основания h₂ в пределах 0,012 ≅ h₁ / h₂ ≅ 0,53 и взаимосвязана с расстоянием l₁ от маски до экрана по оси симметрии кинескопа соотношением 3,2 • 10^- 4 ≅ h₁ / l₁ ≅ 7,3 • 10^- 3. 2. Способ изготовления цветного кинескопа, включающий изготовление электронно-оптической системы, экранно-масочного узла с теневой маской в виде металлического основания с отверстиями, нанесение на него покрытия пневматическим распылением суспензии, содержащей компоненты, образующие покрытие, с последующей его термической обработкой, монтаж их в герметичной стеклооболочке и термовакуумную обработку, отличающийся тем, что на поддерживаемое при температуре 280 490 К металлическое основание наносят покрытие из водной суспензии оксида висмута с концентрацией 28 60 мас. со скоростью осаждения в пределах 0,026 3,4 мкм/с в течение 35 180 с, поддерживая давление распыляемого газа в пределах (1,9 8,7) • 10³ Па и выдерживают покрытие при температуре в указанном диапазоне в течение 300 1800 с, затем на него наносят водный раствор силиката натрия с концентрацией 15 36 мас. при тех же условиях, что и предыдущую часть покрытия, затем нагревают нанесенное покрытие до 690 730 К и выдерживают его при этой температуре в течение 3300 4200 с.