Способ электронанесения люминесцентных слоев

Способ электронанесения люминесцентных слоев

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик

О П И С А Н И Е ()953678

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) За" âëåно 09 06.80 (21) 2942771/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 23 08 82. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 25 08 82 (51) М. Кл.

Н 01 J 9/22

3Ъоударствеииый комитет

СССР до делам изобретений и отхрытий (53) УДК 621.385, . 832(088. 8) в

А.П.Анврооов, А.Г.Токерев, EI.Ô.Ðoçåíáåðã н В.А Сефонов (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОНАНЕСЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СЛОЕ В

1о

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам изготовления люминесцентных экранов с высокой разрешающей способностью.

К экранам высокого разрешения предьявляются жесткие требования по равно5 мерности слоев, плотности упаковки, диапазону допустимых удельных нагрузок, не допускаются просветы, наличие. агломератов частиц.

Известен способ электронанесения люминофора на экраны цветных кинескопов, в котором осаждение люминофора на экран с нанесенным электропроводя-. . щим слоем биндера осуществляют путем сканирования экрана пучком заряженных частиц люминофора, выносимого из распылительного сопла с помощью газового потока, а вблизи экрана. создают однородное электрическое поле (1). го

В этом методе для полученная воспро- . . изводимых удельных нагрузок используют дозатор шнекового типа, что неприемле мо для изготовления экранов с высокой

2 разрешающей способностью, так как не удается избежать образования в тсаналах шнека агломератов частиц мелкодисперс ного люминофора. к

Наиболее близким техническим реше кием к изобретению является способ элек тронанесения люминесцентных слоев, включающий создание взвеси частиц лю минофора путем подачи газа в диэлектрик ческую камеру с люминофорным порош« ком, заряцку частиц люминофора и пере нос их в электрическом поле к подложке. Перемешивание .порошка для предотвращения каналообразования осуществляется при вращении лопастей (скорость вращения лопастей порядка сотен оборотов в минуту) (2J

Применение этого способа для нанесения экранов с высокой разрешающей способностью невозможно, поскольку интенсивное механическое перемешивание мелкодисперсного порошка приводит к резкому повышению слипаемости частиц, что ведет к снижению удельных нагрузок.

5 о

Однако только импульсная подача газа не обеспечивает стабильного выхода люминофора в зарядное устройство.

Причиной этого, повидимому, является статическая электризация. В результате соударений частиц между собой и со стенками камеры в двухфазных потоках возникают значительные эпектростатичес - 7 кие заряды с плотностью 1-20 ° 10 Клlм

При трении частиц порошкового материала имеет место симметричная зарядка.

При соприкосновении разнородных тел происходит переход носителей заряда с одной поверхности на другую вследствие различной концентрации носителей зарядов на поверхности тел и разной работы выхода. При воздействии газового потока происходит как зарядка частиц порошка, так и зарядка стенок диэлектрической камеры.

Зарядка стенок диэлектрической камеры приводит к осаждению на них противоположно заряженных частиц люминофора, что снижает укос его из камеры, а явление симметричной зарядки частиц увеличивает число их агломератов, не дающих вклада в унос при неизменном расход» газа. цля предотвращения обра35

Q, 4О

Цепью изобретения является повышение воспроизводимости удельных нагрузок пюминесцентных слоев при электронанесении их на экраны.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электронанесения пюминесцентных слоев, включающему создание взвеси частиц люминофора путем подачи газа в диэлектрическую камеру с люминофорным. порошком, зарядку частиц люминофора и перенос их в электрическом поле к подложке, осуществляют поляризацию стенок камеры, газ перед подачей в камеру ионизируют и подают импуль .сами.

Знак зарядов газа выбирают совпада.ющим со знаком зарядов, приобретаемых частицами люминофора при трении о стенки камеры, и противоположным знаку связанных зарядов на внутренней поверхности стенок, длительность импульса подачи газа равна длительности промежутка между импульсами.

Оптимальная частота следования импульсов подачи газа составляет 1-3 Гц.

Импульсная подача газа в камеру способствует созданию нормальной взвеси люминофора без заметного каналообразования в течение длительного времени. зования агломератов газ ионизируют.

Ионы газа, пропускаемые через взвешенный слой люминофора, осаждаются на поверхности частиц, способствуя более равномерному распределению зарядов по поверхности кристаллов, а с другой— зарядке частиц люминофора до одного знака. .Для затруднения перехода заряда с частиц люминофора на стенки камеры осуществляют их поляризацию.

Связанные (несвободные) отрицательные заряды диэлектрика камеры, например органического стекла, возникающие в результате поляризации, препятствуют переходу электронов с поверхности зерен люминофора на стенку камеры в месте контакта. Такой переход бып бы возможен, если бы нс создавали потенциального барьера созданием условий дпя поляризации диэлектрика. Это обусловлено тем, что диэлектрическая проницаемость вешества люминофора 1д больше диэлектрической проницаемости вещества камеры, и электроны кристаппичеекой решетки вещества люминофора имеют с узлами меньшую связь,чем электроны вещества диэлектрика.

Если рассматривать начальный момент ведения процесса, когда положительные ионы азота еше не успеют зарядить частицы люминофора, на поверхности зерен нет свободных зарядов (созданный потенциальный барьер препятствует переходу электронов на стенку камеры). Удержание частиц "первого слоя на стенке обусловлено в этот начальный момент полем связанных индуцированных зарядов в веществе люминофора и материале диэлектрика. Осаждение последующих слсев частиц люминофора из взвеси возможно, 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 те частицы, которые успеют приобрести свободный положительный заряд за счет иоНоВ (азот — электропопожительный газ, отрицательные ионы в нем не образуются).

При этом следует сказать, что число удерживаемых новых частиц не будет слишком большим, так как для выполнения этого необходимо, чтобы при сво95:3679 6

1 новки, при сканировании пучком заряженных частиц, выходяших из распылительного сопла, с минимумом пульсаций этого потока на выходе, и равномерны пуль5 сировйнием по ГОК B.

На фиг. 1 представлено распределвия пие удельных нагрузок формируемых покто рытий от цикла к циклу при непрерывной подаче газа и фиксированной пврвоначаль .

10 ной загрузке; на фиг. 2 — распределение удельных нагрузок при импульсной подаче иояизированцого газа (A30TQ) при не прерывной рабате камеры в течение 2 /Зч, 1 на фиг. 3 - распределения при импульсной

15 подаче ионизированного газа и при поляризации стенок камеры. да С течением времени (от первого дик р- ла нанесения к третьему удельная нагрузка (фиг. 1) покрытий на экранах

20 монотонно падает несмотря на то, что в отдельных циклах она стабильна на опрвделенном уровне. Например, от цикм ла 3 до цикла 10 удельная нагрузка н- формируемого покрытия укладывается в е 25 границу 1,0 мгс/см -, а далее падает до величины, которая уже недопустима с точки зрения работы экрана (экраны, имеюшие просветы в слое, идут в брак).

Предлагаемый способ стабилизации

5в ведения процесса позволяет, выйдя с первых циклов нанесения покрытия на удельную нагрузку (фиг. 2) — оптималь/

ы, ную для работы прибора — (1„21,3 мгс/cM ), поддерживать вв на нужном

35 уровне в течение длительного времени (2 /3 — 2 /3 ч) без загрузки новой поррх-. ции люминофора.

Выход на нужные удельные нагрузки достигается достаточно быстро для но4О вой партии порошка. После выявления требуемого расхода газа (при сохранеа нии постоянными всех других параметет ров) обеспечивается гарантия "попадания" в нужный диапазон удельных нагрузок. вм движении в газовом потоке частшц, с появившимся одним или несколькими свободными положительными зарядами проходили вблизи осевшей частицы той стороной своей поверхности, которая заряжена

Такова модель умеренного "запиран камеры в начальный момент работы. Э

"запирание" предотвращает повышенный унос порошка в первые циклы нанесения, пока положительные ионы газа не осядут на стенки камеры и не зарядят частицы люминофора положительным за рядом. С этого момента проявляется кулоновское отталкивание одноименно зарямсенш, х частиц. В камере достигае ся такое состояние потока частиц, ког последние двигаются к выходному отве стию камеры отдельно друг от друга (без образования агломераторов) из-за кулоновского расталкивания.

В том случае, когда в результате поляризации материала диэлектрической камеры на внутренней поверхности сте ки появляются связанные положительнь заряды, картина в начальные моменты ведения .процесса иная. Потенциального барьера для перехода электронов с поверхности трушихся о стенку частиц люминофора нет. Твперь такой. переход стимулирован в противоположность слу чаю, когда на внутренней поверхности камеры отрицательные связанные заряд

Движение частицы (вдоль поверхности стенки), увлекаемой потоком газа, способствует возникновению свободного поверхностного заряда на ней. На нове ность осевшей частицы возможен поток частиц с отрицательным зарядом, возникшим в результате симметричной зарядки. Наличие значительного по величине свободного положительного заряд на частицах, осевших на стенке (за сч перехода на последнюю электронов), с собствует интенсивному осаждению новых частиц из- за электрического поля, создаваемого свободными зарядами. В результате этого происходит значительное снижение выхода частиц из камеры начальные циклы нанесения no cpaa- 50 нению описанным. Камера "запирается .

По мере зарядки частиц положитель ными ионами азота работа камеры нв отличается от случая, когда на внутрен нвй поверхности камеры создаются свя55 занные отрицательные заряды.

Метод предлагает нанесение равномерных покрытий на все экраны, располагаемые в экраноустановочном узле уста

Пример. В диэлектрическую камеру из органического стекла цилиндрической формы высотой 300 мм и внутренним диаметром 90 мм на газорас-. пределительную решетку (пластина из органического стекла со множеством отверстий и слой капронового сита) за сыпают 150 г люминофора К-71. На металлический цилиндр, охватываюшяй камеру, подают отрицательный потенциал (- 16 кВ). Через ионизатор, представляюший собой цилиндрический стакан из диэлектрика с натянутым по оси приводом, находяшимся под положительным потенциалом„(второй Электрод, распологаемый снаружи цилиндра, заземлен,),в

„камеру подают импульсами азот с часто- . той следования импульсов 1-3 Ги. Давление газа па входе в канал подачи

3 кгс/см, расход газа — 1,0-0,95 м /ч.

1 3

В процессе работы камеры порошок люминофора перемешивается диэлектрическими лопастями со скоростью вращения !О

2- 3 об/мин. Выходящий поток люминифора поступает в зарядное устройство.

Помимо обеспечения высокого уровня воспроизводимости удельных нагрузок люминесцентных слоев предлагаемый спо- 15 соб обеспечивает повышение производительности труда (в 4 реза) и увеличение выхода годных экранов,за счет снижения брака по зачистке покрытия — рабочей зоны, -полного исключения брака по загряз- го нению противоположной покрытию стороны экрана.

Формула изобретения 2s

l. Способ электронанесения люминесцентных слоев, включаюший создание взвеси частиц люминофора путем подачи газа в диэлектрическую камеру с люминоI

78 8 форным порошком, зарядку частиц люминофора и перенос их в электрическом поле кподлжкке, отлича ющийся тем, что, с целью повышения воспроизводимости удельных нагрузок люминесцентных слоев, осуществляют поляризацию стенок камеры, газ перед подачей: в камеру ионизируют и подают импульсами.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю. ш и и с я тем, что знак зарядов газа выбирают совпадающим со знаком зарядов, приобретаемых частицами люминофора при трении о стенки камеры, и противоположным знаку связанных зарядов на внутренней поверхности стенок.

З.Способпопп. 1 и2,отлича— ю шийся тем, что длительность импульса подачи газа равна длительности промежутка между импульсами.

4. Способ по и. 3, о т л и ч а ю— шийся тем, что частота следования импульсов подачи газа составляет 1-3 Гп.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 367803, кл. Н 01 J 9/22, опублик.

1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М. 208836, кл. Н 01 J 9/20, 1965 (прототип) °

953578

g, иг см

Ц

У

ОУ

07

Ю t5

Ц икт нанесения

Фиг. Я

Составитель Н. Григорьева

Редактор P. Цицика ТехредМ. Надь Корректор A Дзятко

Заказ 6287/79 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4