Способ изготовления многослойного цветного экрана

О П И С А Н И Е940252ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соизз Советски кСоциалистическиеРеспублик(5 )М. р(л. Н 01 1 9/227 Ъеудврстеаиный комитет СССР ю дедам изобретений и етерытнй(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО ЦВЕТНОГО ЭКРАНА 1Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления экранов для многоцветных специальных электроннолучевых приборов.Известен способ изготовления многоцветного люминесцентного экрана 1 11. Такой экран изготавливают методом осаждения на дно колбы ЭЛП из .рабочей суспензии многоцветной люмино 1 О формной смеси. Последняя состоит из люминофоров с красным и зеленым спектром излучения. В качестве красной компоненты экрана используют редкоземельный люминофор на основе оксисульфида иттрия, активированного европием (,30 Б Ец).Зеленой компонентой является сульфид цинка кадмия, активирован ный медью (2 п, Сд) 5 Сц) . На ча" стицах последнего имеется нелюминесцирующий барьерный слой из сульфида цинка, обеспечивающий при изменении напряжения изменение цвета свечения 2экрана в цветных специальных ЭЛП. Такой барьерный слой изготавливается.Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления многослойного цветного экрана, включающий изготовление методом осаждения люминесцентных слоев зеленого и красного свечения, промежуточного подслоя под барьер из органической пленки на основе акриловых смол и барьерного слоя путем вакуумного напыления 1 21, В этом экране земным люминофором, расположенным на стеклянной подложке, является 1 и 5101 Ип, подслой из органической пленки служит для повыаения равномерности барьерного слоя.Изготовление барьерного слоя свя" зано с испарением в вакууме тончайшего слоя металла, например алюминия, серебра, олова и хрома, Затем экран прокаливается для перевода в окисеп в течение 30 мин при 420 С и пропитывается паром водно-спиртового раство94025 30 ра. После этого наносится методом осаждения третий слой из люминофора красного свечения с химическим составом 0,1 Ец. Цветовая индикация в экра. не по одному способу осуществляется при напряжении 6 кВ - красно-оранжевый цвет, а при 12 кВ - зелено-желтый 2.К недостаткам этого способа относятся низкие значения светоотдачи 0 в экране, связанные с использованием неярких люминофорных компонент, а также с невозможностью получить описанным способом плотные барьерные слои, которые позволили бы повысить рабочее напряжение для красного свечения, технологическая сложность из-. готовления барьера одинакового по толщине и равномерного по полноте окисления металлического слоя. При этом наблюдается растрескивание барьера в процессе его сушки и прокалки при 425 С.Цель изобретения - повышение светоотдачи и качества цветоделения 25 многоцветных экранов, а также повышение механической прочности барьерного слоя.Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления многослойного цветного экрана, включающем изготовление методом осаждения люминесцентных слоев зеленого и крас" ного свечения промежуточного подслоя под барьер из органической пленки35 на основе акриловых смол, барьерного слоя путем вакуумного напыления, люминофорные компоненты перед нанесением на экран обрабатывают в 3-ном растворе силиката калия с мо дулем 1-2 в ультразвуковом поле в течение 15-30 мин, подслой из органической пленки наносят методом центрифугирования при вязкости лака на основе акриловых смол 3-7 ест при45 скорости вращения экрана 200-220 об/м 220 об/мин, барьерный слой изготавливают иэ веществ, входящих в основу люминофора зеленого цвета свечения при скорости испарения 400- 450 г/мин, скорости осаждения 800- 900 Д/мин и скорости вращения экрана 20-40 об/мин. Режим обработки люминофоров в растворе силиката калия ультразвуковым м полем определяется необходимостью получения на частицах люминофора адсорбционного слоя оптимальной тол 2 1щины (0,05-0,15 мкм)При этом оптимальность характеризуется связующими и механическими свойствами адсорбционного слоя диоксида кремния, который должен обеспечивать прочность сцепления барьера с люминофорным слоем, а также механическую стойкость барьера. Слои толщиной менее 0,05 мк недостаточны для прочного сцепления барьерного слоя с люминофорным. Слои толщиной выше 0,15 мкм механически нестойки из-за больших внутренних напряжений в них, цто свойственно слоям из диоксида кремния,С другой стороны, при повышенной толщине начинает оказывать влияние его коэффициент термического расши рения (к.т.р.=2,3 10 град 7, который отличается от к.т,р. материала барьерного слоя (к,т.р,=5,35 1 О град ) Внутренние напряжения в самом адсорбционном слое и несовместимость его к,т.р. с барьером приводит к растрескиванию последнего.Предлагаемые в формуле режимы обработки люминофоров в ультразвуковом поле обеспечивают получение связующих пленок диоксида кремния с оптимальной толщиной 0,05-0,15 мкм. Длител ьност ь ульт раз вуко вой обработки регламентируется получением необходимого размера люминофорных частиц (2-4 мкм). Измельчение люминофоров ультразвуковым методом способствует получению более равных как люминесцентных слоев, так и барьерного слоя, Последний Факт является обязательным для получения качественного цветоделения., Обработанный предлагаемый способом люминофор зеленого свечения с химическим составом (Еп Сд)5 Сц наносят на экранную подложку ЭЛТ первым. Для этого используются известный метод экранирования - метод осаждения. На полученный люминесцентный слой затем наносится подслой под барьерный слой из органической пленки на основе акриловых смол. Последняя позволяет еще больше снизить шероховатость люминофорного слоя зеленого свечения.Подслой предлагается изготавливать методом центрифугирования органического лака с вязкостью 4,3- 5,0 сСт при скорости вращения 200- 220 об/мин, Метод центрифугирования позволяет исключить неоднородность получаемого подслоя по толщине. и, соответственно, по шероховатости.Выбор режима изготовления подслоя под барьер из органической пленки определяется из условия выполнения двух взаимоисключающих требований: по максимальным значениям механической прочности барьерного слоя и цветоделению в экране с большим диаметром (4300). С другой стороны, снижение шероховатости барьера снижает его прочность сцепления с люминофорным слоем и приводит к отлипанию барьерав последующих операциях. В связи сэтим необходимо изготавливать такойподслой, который обеспечил бы некоторую оптимальную шероховатость барьера. Экспериментально было установлено, что величина оптимальной шероховатости подслоя составляет 23 мкм. Такая шероховатость обеспечивает механическую прочность барьераи требуемое цветоделение в цветнойЭЛТ.Режимы, не укладывающиеся в приведенные пределы, не позволяют получать цветные экраны с прочным плотным барьерным слоем и, соответственно, с качественным цветоделениемв экране,Данный режим изготовления в совокупности с ультразвуковой обработкойлюминофоров обеспечивает выход годных экранов-сэндвичей с диаметром300-60-70/,.Барьер должен включать в себя всекомпоненты, входящие в состав зеленой люминесцентной компоненты. Этопозволяет приблизить к.т,р, барьераи люминофорного слоя, увеличить прочность барьерного слоя и, в конечномсчете, улучшить цветоделение в приборе. Различие в к,т.р, материаловбарьера и люминофорного слоя существенно ухудшает прочность барьера,в особенности в экранах с большимдиаметром 1,300). Результаты экспериментов показывают, что барьеры иэлюминофора Ки двухслойные барьерыиз сульфидов кадмия и цинка значительно прочнее. Процент выхода годных экранов с барьерными слоями иэлюминофора К(85/) и двухслойного барьера (703) существенно увеличивается по сравнению с экранами,0252 6 у которых барьером является только известный сульфид цинка (503).Предлагаемый барьер более плотный (=4,31 г/см ), чем известный 5 (Я=4,09 г/см ), за счет более высокой плотности второго компонента барьера-сульфида кадмия. Повышение плотности барьера позволяет улучшить качество цветоделения эа счет 10 более тонкого варьирования толщиной барьера. Интервал варьирования толщиной напыляемого в вакууме барьера снижается с 0,1 мкм (для известного барьера из ЕпБ) до 0,05 мкм (для 15 предлагаемого барьера из люминофора ки двухслойного) .В частности, скорость испарения 400-450 мг/мин определяется из условия испарения такого количества 20 материала барьера, цтобы получить слой требуемой толщины (0,2-0,7 мкм) с химическим составом, соответствующим химическому составу напыляемого вещества. Скорость испарения 25 регулируЕтся величиной вакуума (5 ф 10-1 10 мм) в системе, а также температурой нагрева лодочки с материалом барьера (900-1100 С)Скорость осаждения напыляемого зо материала (800-900 /мин) определяется из условия получения слоев с минимальными внутренними напряжениями, т,е. механически прочных слоев при применяемом вакууме в системе.Выбор скорости вращения экрана (20-40 об/мин) обусловлен тем, что при скоростях меньше 20 об/мин нельзя получить равномерный по толщине барьер (неравномерность состав О ляет более 15), а при скоростях выше 40 об/мин получаются механически непрочные барьерные слои изэа внутренних напряжений.В табл. 1 представлены результаты ультразвуковой обработки люминофора.Таблица 1 0;3 6,8уПродолжение табл. М 0252 81 нанесение на люминофорный слой под"слоя из органической пленки на основе акриловых смол обеспечивает снижение шероховатости слоя до 2-3 мкм.Измерения шероховатости слоев проводятся на микроскопе ИИС. За шероховатость принимается разность высот наибольшей впадины и наибольшего выступа в люминофорном слое.В табл. 2 приводятся светотехнические параметры многоцветных экранов, в частности запоминающей сеточной ЭЛТ, изготовленной известнымии предлагаемыми способами.Теблица 2 20 3,2 30 2,3 Результаты табл. 1 показываютвозможность снижения шероховатости(с 33 до 4,5 мкм) люминоФорных слоевза счет измельчения люминофоров вультразвуковом поле. Последующее Цвет свечения Экран яатериал Напряме" барьерно- мюе акра го слоя ма, кВ Световые координаты Лииенофорныекомпонентыэкрана Светоотдача, св/Вт Х У 6 0,591 О, 388 8 Ое 5Ов 491 17 0,436 0,51(2 п,СО) 5 17 Сц 0,434 0,505 Формула изобретения Как показывают данные табл. 2,известные многоцветные экраны обес"печивают красное свечение при рабочем напряжении не более 6 кВ, При8 кВ свечение экрана оранжево-желтое, Низкий предел напряжения длякрасного свечения обусловливают более низкие по сравнению с предлагаемыми экранами значения светоотда,чи 0,9- 1,0 св/Вт, У предлагаемыхэкранов в красном цвете светоотдачи 2,15-2,5 св/Вт, т,е, в 2-2,5 раза выше.В зеленом цвете светоютдача пред"лагаемых экранов (4 75-4,8 св/Вт)также выше, чем у экрана - прототипа (2,5 св/Вт) и известного отечественного экрана (4,2 св/Вт),Кроме этого предлагаемйй способпозволяет повысить выход годных экранов с диаметром 300 мм до 70-853,известный (отечест- Двухцветная еенный) люминофорная смесьКЗ8 0,61 0338 Красный О, 98 О, 34 Красный 2, 15 Способ изготовления многослойного. цветного экрана, включающий изготовление методом осаждения люминесцентных слоев зеленого и красногосвечения промежуточного подслоя а 5 под барьер из органической пленкина основе акриловых смол, барьер-ного слоя путем вакуумного напыления, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения светоотдачи, ЗО качества цветоделения многоцветныхэкранов, а также механической прочности барьерного слоя, люминофорныекомпоненты перед нанесением на экранобрабатывают в 1-3-ном растворесиликата калия с модулем 1-2 в ультразвуковом поле в течение 15-30 минподслой из органической пленки наносят методом центрифугирования при10 940252 Составитель Н. ГригорьеваРедактор Н.Безродная Техред К.йыцьо Корректор Е.Рошко 0 75 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д, 4/5Заказ илиал ППП Патент , г. Ужгоррд, ул. Проектная,вязкости лака на основе акриловых смол 3-7 сСт при скорости вращенияэкрана 200-220 об/мин, барьерный слой изготавливают из веществ, вхо" дящих в основу люминофора зеленого ф цвета свечения при скорости испа,рения 400-450 г/мин, скорости осаж" дения 800-900 А/мин и скорости враще" ния экрана - 20-40 об/мин. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе