Способ электронанесения люминесцентных слоев Советский патент 1982 года по МПК H01J9/22 

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОНАНЕСЕНИЯ ЛЮМИНЕСиЕНТНЫХ

СЛОЕВ

Изобретение отноеится к эпектрокной технике, в частности к способам изготовления люминесцентных экранов с высокой разрешающей способностью. К экранам высокого разрешения пред являются жесткие требования по равномерности слоев, плотности упаковки, диапазону допустимых удельных нагрузок, не допускаются просветы, наличие агломератов частиц. Известен способ эпектронайесешш люминофора на экраны цветных кинескопов, в котором осаждение люминофора на экран с нанесенным электропроводя- . щим слоем биндера осуществляют путем сканидрования экрана пучком заряженных частиц люминофора, выносимого из распьтительного сопла с помощью газового потока, а вблизи экрана -создают однородное, электрическое поле Cl. В этом методе для получения воспро- , изводимых удельных нагрузок использую дозатор шнекового типа, что неприемле МО для изготовления экранов с высокой разрешающей способностью, так как не удается избежать образования в ,1 аналах шиека агломератов частиц мелкодисперсного люминофора.I Наиболее близким техническим нкем к изобретению является способ элек. тронанесения люминесцентных слоев, включающий создание вввеси частиц лю- . минофора путем подачи газа в дяэлектр1 ческую камеру с люминофорным порошком, зарядку частиц люминофора я перенос их в электрическом поле к подложке. Перемешивание порошка для предотвращения каналообразования осуществляется при вращении лопастей (скорость вращения лопастей порядка сотен сбсро- гов в минуту) с2, Применение этого способа для нанесения экранов с высокой ра ешающей способностью невозможно, поскольку и тенсивное механическое перемешивание мелкодисперсного порошка приводит к резкому повышению слипаемости частиц, что ведет к снижению удельных нагрузок. Целью изобретения является повышение воспроизводимости удельных нагрузок люминесцентных слоев при электронанесении их на экраны. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электронанесения лю минесцентных слоев, включающему создан взвеси частиц люминофора путем подачи газа в диэлектрическую камеру с форным. порошком, зарядку частиц люминофора и перенос юс в электрическом поле к подложке, осуществляют поляризацию стенок камеры, газ перед подачей в камеру ионизируют и подают импульь сами. Знак зарядов газа выбирают совпада .юшим со знаком зарядов, приобретаемых частицами люминофора при трении о сте ки камеры, и противоположным знаку связаш ых зарядов на внутренней поверх ности стенок, длительность импульса по дачи газа равна длительности промежут ка между импульсами. Оптимальная частота следования импульсов подачи газа составляет 1-3 Гц Импульсная подача газа в камеру способствует созданию нормальной взве си люминофора без заметного каналообразования в течение длительного времени. Однако только импульсная подача газа не обеспечивает стабильного выхода люминофора в зарадное устройство. Причиной этого, повидимому, является статическая электризация. В результате соударений частиц между собой и со стенками камеры в двухфазных потоках возникают значительньте электростатич ю кие заряды с плотностью 1-20 При трении частиц порошкового материала имеет место симметричная зарядка. При соприкосновении разнородных тел происходит переход носителей заряда с одной поверхности на другую вследствие различной ко1щентрации носителей зарядов на поверхности тел и разной работы выхода. При воздействии газового потока происходит как зарядка частид порошка, так и зарядка стенок диэлектрической камерьи Зарядка стенок диэлектрической камеры приводит к осаждению на них противоположно заряженных частйц люминофора, что снижает унос его из камеры, а явление симметричной зарядки частид увеличивает число их агломератов, не дающих вклада в унос при неизменном расходе газа. Для предотвращения образования агломератов газ ионизируют. Ионы газа, пропускаемые через взвешенный слой люминофора, осажда отся на поверхности частиц, способствуя более равномерному распределению зарядов по поверхности кристаллов, ас другой зарядке частиц люминофора до одного знака. .Для затруднения перехода заряда с частиц люминофора на стенки камеры осуществляют их поляризацию. Связанные (несвободные) отр1щатель- ные заряды диэлектрика камеры, например органического стекла, возникающие в результате поляризации, препятствуют переходу электронов с поверхности зерен люминофора на сте1жу камеры в месте контакта. Такой переход был бы возможен, если бы но создавали поте щиального барьера созданием условий для поляризации диэлектрика. Это обусловлено тем, что диэлектрическая проницаемость вещества люминофора д больше диэлектрической проницаемости вещества камеры, и электроны кристаллической решетки вещества люминофора имеют с узлами меньшую связь,чем электроны вещества диэлектрика. Если рассматривать начальный момент ведения процесса, когда положительные ионы азота еще не успеют зарядить частицы люминофора, на поверхности зерен нет свободных зарядов (созда шый потенциальный барьер препятствует переходу злект}юнов на стенку камеры). Удержание частда первого слоя на стенке o6yanojuieHo в этот начальный момент полем связанных индуцированных зарядов в веществе люминофора и материале диэлектрика. Осаж денке последующих слоев частиц люминофора из взвеси возмож.но, поскольку во взвешенном слое при трении частиц люминофора друг о друга имеет место симметричная зарядка, и к уже осевшей частице будут присоединяться те, которые несут на себе свободный положительный заряд. Наряду с этим в процессе осаждения будут участвовать te частицы, которые успеют приобрести свободный положительный заряд за счет ионов (азот - электроположительный газ, отршхательные ионы в нем не образуются). При этом следует сказать, что число удерживаемых новых частид не будет слишком болылим, так как для вьшолнения этого необходимо, чтобы при сво5Пем движении в газовом потоке частицы с появившимся одним или несколькими свободными положительными зарядами проходили вблизи осевшей частицы той стороной своей поверхности, которая заряжена. .Такова модель умеренного камеры в начальный момент работы. Эт запирание предотвращает повьпиенный унос порошка в первые циклы нанесения, пока положительные ионы газа не осядут на стенки камеры и не зарядят частицы люминофора положительным зарядом. С этого мок.;ента проявляется . кулоновское отталкивание одноименно заряжо Ц11,1х част1Щ. В камере достигает ся такое состояние потока частиц, когд последние двигаются к выходному отвер стию кпмерчм отдельно друг от друга (без образования агломераторов) из-за кулоновского расталкивания. В том случае, когда в результате поляризации материала диэлектрической камеры на внутре1шей поверхности стен ки появляются связанные положительные зарады, картина в начальные моменты ведения процесса иная. Потенциального барьера для перехода электронов с поверхности трущихся о стенку частиц люминофора нет. Теперь такой переход стимулирован в противоположность случаю, когда на внутренней поверхности камеры отрицательные связанные заряды Движение частицы (вдоль поверхности стенки), увлекаемой потоком газа, способствует возникновению свободного поверхностного зарвда на ней. На повер ность осевщей частицы возможен поток частиц с отрицательным зарядом, возникшим в р ультате симметричной зарядки. Наличие значительного по величш1е свободного положительного заряда на частиц 1Х, осевших на стенке (за сче перехода на последнюю электронов), спо собствует интенсивному осаждению новых частид из-за электрического поля, создаваемого свободными зарядами. В результате этого происходит значительное снижение выхода частиц из камеры в начальнь е циклы нанесения, по сравнению описанным. Камера запирается. По мере зарядки частиц положительными ионами азота работа камеры н6 отличается от случая, когда на внутре ней поверхности камеры создаются связанные отрицательные заряды. Метод предлагает нанесение равноме ных покрытий на все экраны, располагаемые в экраноустановочном узле уста 86 новки, при сканировании пучком заряж(знных част1щ, выходящих из расш шительного сопла, с минимумом пульсаций этого потока на выходе, и равномер}1ы пульсированием потока. На фиг. i представлено распределение удельных нагрузок формируемых покрытий от цикла к циклу при непрерывной подаче газа и фиксирова1шой первоначал - ной загрузке; на фиг. 2 - распределение удельных нагрузок при импульсной пода- . че иойиз1фован 1ого газа (азота) при непрерывной работе камеры в течеьше , на фиг. 3 - распределения при иктульсной, подаче ионизированного газа и при поляризацш стенок камеры. С течением времени (от первого uJiKi ла нанесения к третьему удельная нагрузка (фиг. 1) покрытий на экранах монотонно падает несмотря на то, что в отдельных циклах она стабильна на определенном уровне. Например, от цик лп 3 до цикла 1О удельная нагрузка формируемого покрытия укладывается в границу 1,О мгс/см, а далее падает до величины, которая уже недопустима с точки зрения работы экрана (экраны, имеющие просветы в слое, идут Ь брак). Предлагаемый способ стабилизации ведения процесса позволяет, выйдя с первых циклов нанесения покрытия на удельную нагрузку (фиг. 2) - оптималь. ную для работы прибора - (1,21,3 мгс/см), поддерживать ее на нужном; уровне в течение длительного времени ( - ч) без загрузки новой порции люминофора. Выход на нужные удельные ногрузкн достигается достаточно быстро для нпвой партии порошка. После выявления требуемого расхода газа (при сохранении постоянными всех других параметров) обеспечивается гарантия .попадания в нужный диапазон удельных нагрузок. П р и м ер. В диэлектрическую камеру из органического стекла цилиндрической формы высотой ЗОО мм и внутренним диаметром 9О мм на газораспределительную решетку (пластина из органичесжого стекла со множеством отверстий и слой капронового сита) засыпают 150 г люминофора К-71. На металлический циливдр, охватт шпющий камеру, подают отрицательный потонияап (-16кВ). Черезионизатор, представляющий собой цилиндрический стакан из диэлоктркка с натянутым по оси приводом, находящимся под полсжительным потенциалом, (второй электрод, распологаемый сиарунси цилиндра, заземлен },в .камеру подают импульсами азот с частотой следования импульсов 1-3 Га. Давление газа Jia входе в канал подачи 3 кгс/см , расход газа - 1,0-О,95 В процессе работы камеры порошок лю минофора перемешивается диэлектрическими лопастями со скоростью вращения 2-3 об/мин. Выходящий поток люминифора поступает в зарядное устройство.

Помимо обеспечения высокого уровня воспроизводимости удельных нагрузок люминесцентных слоев предлагаемый способ обеспечивает повышение производителности труда (в 4 раза) и увеличение выхода годных экранов .за счет снижения брака по зачистке покрытия - рабочей зоны,-полного исключения брака по загрязнению противоположной покрытию стороны экрана.

Формула изобретения

ЮW

S

Циклы на несения

Фиг.1

Г, мг1/с«2

to/f

ЦикАЫ нанесение Фиг.Е

форным порощком, заряд|су частиц люминЪфора и перенос их в электрическом поле к подложке, отличающийся тем, что, с целью повышения воспроизводмости удельных нагрузок люминесцентных слоев, осуществляют поляризацию стенок камеры, газ перед подачей, в камеру ионизируют и подают импульсами,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

W

IS

SO

Z5

f, МЯ/СМ

Ю7520

Циклы нанесена

X

ZS Фиг.З