СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА ИНДИКАТОРА Российский патент 2006 года по МПК H01J9/02 

Изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано при формировании конструктивных элементов индикаторов, например, электродов, разделительных элементов и др.

Известен способ изготовления конструктивного элемента индикатора, а именно электродов газоразрядной индикаторной панели (ГИП), заключающийся в нанесении на стеклоподложку электродов из токопроводящей пасты, включающей порошок диоксида рутения темного цвета, с последующим вжиганием электродов.

[Патент РФ № 2185678, Н 01 J 17/49, 2001 г.].

Недостатком данного способа является то, что для изготовления электродов темного цвета, повышающих контраст изображения, использован диоксид рутения, который относится к драгметаллам и имеет высокую стоимость. Кроме того, введение в материал электродов диоксида рутения приводит к нежелательному увеличению их сопротивления.

Известен способ изготовления конструктивного элемента индикатора, заключающийся в нанесении на стеклоподложку диэлектрических барьеров, верхнее основание которых выполняют из тугоплавкого материала темного цвета для повышения констраста изображения.

[Патент РФ № 2158985, H 01 J 17/49, G 09 G 3/10, 2000 г.].

Недостатком данного способа является то, что при формировании на диэлектрических барьерах контрастного покрытия необходимо проводить их совмещение, что трудоемко и требует высокой точности.

Наиболее близким к заявленному способу является способ изготовления конструктивного элемента индикатора, заключающийся в нанесении на стеклоподложку слоя композиции, включающей органический материал, формировании на нем конструктивного элемента из смеси, содержащей порошки токопроводящего или диэлектрического материала и легкоплавкого стекла (ЛПС) с последующими операциями выжигания органического материала и вжигания конструктивного элемента. [Патент РФ № 2158984, H 01 J 9/02, 17/02, 2000 г. - прототип].

К недостаткам способа относится то, что он не позволяет формировать конструктивные элементы, обеспечивающие высокий контраст изображения. Кроме того прозрачность слоя из композиции, включающей органический материал, затрудняет процесс совмещения конструктивных элементов индикатора.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего формировать в индикаторе конструктивные элементы с контрастным покрытием, совмещенных с высокой точностью.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе изготовления конструктивного элемента индикатора, заключающемся в нанесении на стеклоподложку слоя композиции, включающей органический материал, формировании на нем конструктивного элемента из смеси, содержащей порошки токопроводящего или диэлектрического материала и ЛПС с последующими операциями выжигания органического материала и вжигания конструктивного элемента, слой формируют из композиции, включающей органический материал и дополнительно порошок тугоплавкого материала темного цвета, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

органический материал- 85÷95тугоплавкий материал темного цвета- 5÷15,

затем после нанесения конструктивного элемента проводят выжигание органического материала, удаляют порошок тугоплавкого материала темного цвета со стеклоподложки и вжигают конструктивный элемент с образованием контрастною покрытия.

Формирование конструктивного элемента на слое из композиции, включающей органический материал и порошок тугоплавкого материала темного цвета с последующим выжиганием органического материала и удалением порошка тугоплавкого материала темного цвета с участков стеклоподложки вне конструктивного элемента, позволяет получить конструктивный элемент с контрастным покрытием, имеющих полное совмещение, и высокую адгезию к стеклоподложке.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованиям изобретательского уровня был проведен дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как не выявлены технические решения, в которых было бы обеспечено полное совмещение конструктивного элемента и контрастного покрытия индикатора за счет формирования конструктивного элемента на сплошном слое, выполненном из композиции, включающей органический материал и порошок тугоплавкого материала темного цвета с последующими выжиганием органического материала и удалением порошка тугоплавкого материала темного цвета со стеклоподложки.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Способ формирования конструктивного элемента с контрастным покрытием для индикатора заключается в следующем.

На поверхность стеклоподложки любым известным способом, например, трафаретной печатью, поливом, центрифугированием, пульверизацией наносят слой композиции, включающий органический материал в количестве 85÷95 вес.% и порошок тугоплавкого материала темного цвета в количестве 5÷15 вес.%.

В качестве тугоплавкого материала темного цвета, обеспечивающего контрастный цвет формируемого покрытия, используют окислы тугоплавких материалов, например, Co, Cu и т.п. темного цвета или их смеси, а в качестве органического материала используют органические связующие, соединяющие частицы порошка тугоплавкого материала темного цвета и обеспечивающие адгезию конструктивного элемента к стеклоподложке, например, раствор этилцеллюлозы в терпинеоле.

Если в композиции количество порошка тугоплавкого материала темного цвета будет меньше 5 вес.%, то контрастное покрытие будет иметь недостаточно темный цвет и в результате будет просматриваться цвет материала конструктивного элемента. Если его будет больше 15 вес.%, то ухудшается адгезия конструктивного элемента к стеклоподложке.

Тугоплавкий материал в композиции может быть как токопроводящим, так и диэлектрическим.

Предпочтительно тугоплавкий материал используют в виде порошка с удельной поверхностью 10·10³÷30·10³ см²/г.

Перед формированием слоя составные части композиции соединяют и перемешивают.

Слой композиции наносят толщиной не более 2 мкм. После нанесения слоя проводят сушку при температуре 100÷120°С в течение 10 мин. Затем на слой композиции наносят конструктивный элемент из смеси, включающей порошки ЛПС, токопроводящего материала для формирования электродов или диэлектрического материала для формирования диэлектрических барьеров.

Проводят сушку и термообработку при температуре выжигания органического материала t_в=490÷540°С, при которой также начинается деформация ЛПС, входящего в состав материала конструктивного элемента. В результате происходит связывание составных частей конструктивного элемента и одновременно порошка тугоплавкого материала темного цвета, находящегося под конструктивным элементом и закрепление их на стеклоподложке.

Так как в составе композиции отсутствует ЛПС, то после выжигания органического материала на стеклоподложке вне конструктивного элемента остается только порошок тугоплавкого материала, который удаляется любым растворителем, например, водой, ацетоном, толуолом и т.д.

Для повышения адгезии порошков конструктивного элемента и тугоплавкого материала темного цвета к стеклоподложке проводят термообработку при температуре вжигания конструктивного элемента t_вж=550÷590°С.

В результате использования данного способа без операции совмещения формируют конструктивные элементы любой сложной конфигурации с контрастным покрытием, которое с высокой точностью повторяет форму конструктивных элементов и имеет надежную адгезию к стеклоподложке.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1.

На стеклоподложку методом трафаретной печати наносят сплошной слой композиции, включающей, вес.%:

порошок Со₂О₃ черного цвета - 10,

3%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле - 90.

Проводят сушку при t=120°C в течение 10 мин.

Слой композиции имеет черный цвет и толщину 1 мкм. На слое формируют систему электродов из золотосодержащей пасты, включающий ЛПС - С82-3. Проводят термообработку при температуре t_в=530°С в течение 2,5 часов.

Затем механически с помощью толуола удаляют порошок Со₂О₃ со стеклоподложки в промежутках между электродами.

Стеклоподложку с электродами и контрастным покрытием вжигают при t_вж=590°С в течение 2,5 часов.

Сформированные электроды и контрастное покрытие черного цвета имеют четкие границы, точное совмещение и хорошую адгезию к стеклоподложке.

Пример 2.

Для изготовления на стеклоподложке электродной системы согласно способу по примеру 1 использована композиция, включающая вес.%:

порошок черного цвета Со₂О₃ - 4,

3%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле - 96.

После сушки слой композиции полупрозрачный, светло-коричневого цвета, толщиной 0,5 мкм. Сформированные электроды имеют четкие границы, хорошую адгезию к стеклоподложке. Однако из-за незначительного содержания тугоплавкого материала наблюдается растворение Со₂О₃ в ЛПС материала конструктивного элемента, что приводит к нарушению сплошности контрастного покрытия.

Пример 3.

Для формирования электродной системы способом согласно примеру 1 была приготовлена композиция, включающая, вес.%:

порошок CuO - 16,

3%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле - 84.

Слой композиции имеет черный цвет, толщину 2-2,5 мкм.

Электроды и контрастное покрытие под электродами имеют четкие границы и точное совмещение.

Но при данном содержании порошка CuO количество ЛПС, находящееся в составе материала конструктивного материала, не проплавляет полностью частицы порошка CuO и в результате наблюдается слабая адгезия конструктивного элемента к стеклоподложке, вследствие чего при удалении порошка CuO со стеклоподложки повреждаются сформированные электроды.

Пример 4.

Для формирования диэлектрических барьеров на стеклоподложку поливом наносят сплошной слой композиции, включающей, вес.%:

порошок тугоплавкого диэлектрического

материала черного цвета, содержащего окислы Si, Cr, Fe, Cu, Co, Zn- 15,4%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле- 85.

Проводят сушку слоя при t=120°С в течение 10 мин. После сушки толщина слоя составляет 2 мкм.

Затем на слое формируют диэлектрические барьеры из белой диэлектрической пасты, включающей ЛПС. Проводят выжигание органического материала при t_в=540°С в течение 2,5 часов и удаляют водой порошок тугоплавкого диэлектрического материала черного цвета со стеклоподложки в промежутках между диэлектрическими барьерами.

Вжигают стеклоподложку с диэлектрическими барьерами при t_вж=560°С в течение 2,5 часов.

Сформированные диэлектрические барьеры белого цвета имеют под нижним основанием контрастное покрытие черного цвета, которое имеет четкие границы и точное совмещение с диэлектрическими барьерами. Адгезия к стеклоподложке хорошая.

Пример 5.

Для изготовления диэлектрических барьеров использовали композицию, включающую, вес.%:

порошок CuO - 5,

5%-ный раствор этилцеллюлозы в терпинеоле - 95.

Сплошной слой композиции наносят методом трафаретной печати. После сушки при t=120°С в течение 10 мин толщина слоя составляет 0,5÷1 мкм. Слой полупрозрачный черного цвета.

На слое формируют диэлектрические барьеры из белой диэлектрической пасты, включающей ЛПС. Проводят выжигание при t_в=530°C в течение 2,5 часов. Удаляют с помощью ацетона порошок CuO со стеклоподложки в промежутках между диэлектрическими барьерами и вжигают их при t_вж=575°С в течение 2,5 часов.

Сформированные диэлектрические барьеры и контрастное покрытие серого цвета на их нижних основаниях имеют четкие границы, точное совмещение и хорошую адгезию к стеклоподложке.

Таким образом, заявленный способ позволяет получить в индикаторах конструктивные элементы с контрастным покрытием, совмещенных с высокой степенью точности.

Изобретение относится к области газоразрядной техники и может быть использовано при формировании конструктивных элементов индикаторов, например, электродов, разделительных элементов и др. Технический результат - изготовление конструктивных элементов с контрастным покрытием, совмещенных с высокой точностью. Достигается тем, что конструктивный элемент индикатора изготавливают на сплошном слое композиции, нанесенной на стеклоподложку, включающей органический материал и порошок тугоплавкого материала темного цвета при следующем соотношении компонентов, вес. %: органический материал - 85÷95, тугоплавкий материал темного цвета - 5÷15, при этом конструктивный элемент формируют из смеси, содержащей порошки токопроводящего или диэлектрического материала и легкоплавкого стекла, после нанесения конструктивного элемента проводят выжигание органического материала, удаляют порошок тугоплавкого материала темного цвета со стеклоподложки вне конструктивного элемента, и проводят вжигание конструктивного элемента с образованием контрастного покрытия.

Способ изготовления конструктивного элемента индикатора, заключающийся в нанесении на стеклоподложку слоя композиции, включающей органический материал и порошок тугоплавкого материала темного цвета при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Органический материал85÷95Тугоплавкий материал темного цвета5÷15

формировании на нем конструктивного элемента из смеси, содержащей порошки токопроводящего или диэлектрического материала и легкоплавкого стекла, при этом после нанесения конструктивного элемента проводят выжигание органического материала, удаляют порошок тугоплавкого материала темного цвета со стеклоподложки вне конструктивного элемента и проводят вжигание конструктивного элемента с образованием контрастного покрытия.