Способ изготовления люминесцентного экрана Советский патент 1991 года по МПК H01J9/20 

Предлагаемое изобретение: относит ся к электровакуумной технике, в частности к способам и: готовления люминесцентных экранов для электронно-оптических преобразователей (ЭОП) и электронно-лучевых трубок (ЭЛТ).

Одной из основных характеристик люминесцентных экранов является световая отдача, представляющая собой отношение яркости свечения экрана к энергии бомбардирующих электронов.

Увеличение световой отдачи экранов приводит к повьппению качества приборов, в которых эти экраны установлены. Так, в ЭОП увеличивается коэффициент преобразования, а в ЭЛТ скорость записи. Уровень световой отдачи люминесцентного экрана, в основном, определяется его составом и технологией изготовления. Однако, состав экрана определяет прежде всего цвет свечения и задается в зависимости от конкретных требований. По-

(Л

этому основным фактором повышения световой отдачи является совершенствование технологии изготовления экрана.

Известен способ изготояления люминесцентного экрана, заключающийся в том, что на стеклянную подложку осаждают слой люминофора, на него наносят органическую пленку, затем напыляют слой алюминия, после чего выжигают органическую пленку. Недостатком способа является невысокая световая отдача экрана.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изготовления люминесцентного экрана, в котором на стеклянную подложку наносят слой люминофора, органическую пленку, слоя алюминия при давлении не выше JO мм рт.ст,, после чего проводят термическую обработку в атмосфере воздуха, в результате выжигают органическую пленку, после чего напьшяют второй слой алюминия в атмосфере воздуха при давлении порядка рт.сТо Световая отдача люминесцентного экрана, изготовленного данным способом, такая же, как у экранов, изготовленных в соответствии со способом. Однако напыление второго слоя алюминия при низком вакууме повышает эффективност защиты экрана от воздействия щелочных металлов и способствует повышению контраста изображения в случаях когда экран расположен на малом расстоянии от фотокатода. Недостатком известного способа является невысокая световая отдача люминесцентных экранов, составляюща при напряжении питания J5 кВ 2540 эфф./ВТ. Целью изобретения является увеличение световой отдачи люминесцентног экрана. Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления люмииесцентного экрана, включающем нанесение на стеклянную подложку слоя люми нофора, нанесение органической пленки, напыление первого слоя алюминия при давлении не выше 10 мм рт.ст,, термическую обработку в атмосфере воздуха, напыление второго слоя алкч- миния при давлении ммрт,ст напыление второго слоя алюминия прои водят непосредственно после напыления первого слоя алюминия, после чег проводят термическую обработку при 350-380°С в течение 40-60 мин. Предлагаемый способ изготовления люминесцентного экрана основан на использовании явления вторично-электронной эмиссии, усиленной электрическим полем. Способ заключается в последовательном проведении следующи операций: осаждение люминофора на стеклянну подложку; нанесение органической пленки; нанесение слоя алюминия в высоком вакууме; напыпение второго слоя алюминия в низком вакууме; термическая обработка в атмосфере воздуха, при которой происходит оки ,леиие второго слоя алюминия и одновр менно выжигание органической пленки Способ изготовления люминесцентного экрана согласно данному изобре тению можно осуществить следующим образом. На стеклянную подложку наносят люминофор, например К-71, путем его осаждения из суспензии люминофора либо другим известным способом с оптимальной удельной нагрузкой люминофора (г/см ) для конкретного напряжения питания ЭОП, Удельная нагрузка экрана определяется количеством люминофора в миллиграммах, осажденным на 1 см поверхности экрана, Затем на слой люминофора наносят орга1-1ическую пленку из расчета 1 капля органического лака, например, на основе коллоксилина на 80 см площади экрана. о Слой алюминия толшлной 500-1000 Л напыляют в высоком вакууме при давлении порядка 10 мм рТвСТ„ Слой алюминия служит для защиты экрана .от воздействия щелочных металлов при формировании в приборе фотокатода, препятствует проникновению излучения экрана на фотокатод и увеличивает световую отдачу люминесцентного экрана, Для повьпиения эффективности защиты экрана от паров щелочньк металлов на этот слой алюминия напыляют второй слой алпоминуш при давлении порядка 10 - 10 мм рт,ст. Толщина второго слоя Ш1ЮМИНИЯ определяется технологией напыления алюминия при давлении ( 10 ) мм рт.ст, и контролируется по цвету получаемого слоя. Как только слой приобретает характерный темнобархатный цвет, напыление алюминия 1 рекращаюТе Эта операция осуществляется так же, как в способе-прототипе. Толо;ина полученного предлагаемым способом слоя соответствует толщине слоя, полученного при использовании способа-прототипа. Экспериментально установлено, что при контроле толщины по цвету разброс по толщине слоя не препятствует выжиганию органической пленки. При окислении второго слоя алюминия органическая пленка выжигается полностью. Одновременно формируется пористый слой с коэффициентом вторично-электронной эмиссии 1, Получающееся при этом защитное покрытие имеет черный цвет, что способствует уменьщению отражения экрана и повышению констраста, в случаях, когда экран расположен в ЭОП на малом расстоянии от фотокатода. Далее экран вьщерживают в атмосфере воздуха при (350-380 )С в течение 4060 мин 1, при этом происходит окислени второго слоя алюминия и выгорание ор ганической пленки. Изготовленный таким способом экран обладает большей световой отдачей в сравнении с прото типом, поскольку возни-кает вторичноэлектронная эмиссия, усиленная электрическим полем, в пористом диэлектрическом слое соединения, образованного в результате напыления алюми ния в низком вакууме и последующего его окисления в атмосфере воздуха. Слой пористого диэлектрика можно рассматривать как совокупность микро скопических электронных умножителей либо с непрерывными динодами Св случае, когда вторичные электроны размножаются в открытых у поверхности порах слоя), либо с динодами, рабо,тающими на прострел (размножение вто ричных электронов в глубине слоя), либо с комбинацией обоих типов умножения. Такими микроскопическими электронными умножителями являются зерна пористого диэлектрического слоя, полученного при окислении второго слоя алюминия, В процессе работы прибора электроны, вьшетающие из фотокатода, ускоренные электричес ким полем между фотокатодом, имеющим нулевой потениг;иал, и экьтаном, имеющим потенциал порядка 10-20 кВ, бомбардируют пористый слой, выбивая из него вторичЕ1Ые электроны. Так как коэффициент вторично-электронной эмиссии слоя S J, аэнергия вторичны электронов, усиленная полем, достато на для того, чтобы пробить первый спой алюминия, то на люминофор попадает усиленный поток электронов. При этом увеличивается число высвечи вающихся центров люминофора, увеличи вая тем самь1м световую отдачу люминесцентного экрана. Пористость последнего слоя экрана является необходимым условием увеличения световой отдачи экрана, что объясняется следующим. Потенциал, приложенный к экрану, убывает по мере приближения к поверхности пористого слоя. Чем больще поры между зернами слоя, лежа щими на разной глубине, тем большая разность потенциалов между ними, тем вьше коэффициент ВЭЭ и тем большее число вторичных электронов возбу дает центры свечения люминофора. Та- 1 9 .6 КИМ образом, световая отдача экрана увеличивается. Необходимая пористость слоя достигается за счет окисления слоя алюминия, нанесенного при низком вакууме. Совмещение во времени операций окисления и выжигания органической пленки способствует сохранению световой отдачи экрана, так как экран не подвергается повторному воздействию высокой температуры, отрицательно сказываюи(ейся на световой отдаче экрана Режим окисления и последовательность проведенных oneраций выбирались из следующих соображений. Во-первых, из необходимости получения пористого слоя, а значит, высокого коэффициента вторично-электронной эмиссии и, во-вторых, из-за условия одновременного выжигания орган1-гческой пленки при сохранении световой отдачи люминесцентного экрана. Экспериментальные исследования показ ши, что оптимальным режимом для вьшолнения этих условий является окисление второго слоя алюминия при (350-380 )°С в течение 40-60 мин в атмосфере воздуха. При Т и t 40 мин не удается одновременно с окислением полностью выжечь (фгани- ческую пленку, а при Т 380 С и мин возможно уменьшение световой отдачи экрана и сильное окисление слоя, в результате чего цвет слоя становится серым, а с;гедователь- но, ухудишется его светопоглощение, При проведении операции окисления второго слоя алюминия при Т 380°С и времени выдержки при этой температуре t : 40 мин ухуди1ается световая отдача люминесцентного экрана и не гарантируется полное выжигание органической пленки. При Т 350 С для вьскигания органической пленки требуется длительное время, которое значительно превышает 60 мин. За это время второй слой алюминия окисляется настолько, что изменяется его цвет и химический состав, в результате чего уменьшается коэффициент вторично-электронной эмиссии, а значит, и световая отдача экрана. На чертеже приведена зависимость световой отдачи экрана от питающего напряжения для экранов, изготовленных согласно предлагаемому способу кривая 1, и согласно прототипу кривая 2,

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ЭКРАНА, включающий нанесение на стеклянную подложку слоя люминофора, нанесение органической пленки, напьшение первого слоя алюминия при давлении не вьиие рт.ст., термическую обработку в атмосфере воздуха, напыление второго слоя ;шюми-ния при давлении 2 ) 1 -10 о т л И м рт . ст . ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения световой отдачи -экрана, непосредственно после на тыления первого слоя гшюминия производят напьигение второго слоя ялюмир{ия, после чего проводят- термическую обработку при 350-38П°С в течение 40-60 мин.