Способ электронанесения люминесцентных слоев

Союз Сове тснниСоцналнстнчеснниРеслублни ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликован Дата опубл 31 2. Бюлл 23,08. овання(71) Заяв РОНАНЕСЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫ СЛОЕ В) СПОСОБ Э дозато мо для Изобретение относится к электроннойтехнике, в частности к способам изготовления люминесцентных экранов с высокой разрешающей способностью,К экранам высокого разрешения предьявляются жесткие требования по равно 5мерности слоев, плотности упаковки,диапазону допустимых удельных нагрузок, не допускаются просветы, наличие.агломератов частиц.Известен способ электронанесениялюминофора на экраны цветных кинескопов, в котором осаждение люминофорана экран с нанесенным электропроводя-.. щим слоем биндера осуществляют путемсканирования экрана пучком заряженныхчастиц люминофора, выносимого из распьшительного сопла с помощью газовогопотока, а вблизи экрана. создают однородиое электрическое поле 1 "1,гоВ этом методе для полученйя воспро- ., изводимых удельных нагрузок используютр шнекового типа, что неприемлеизготовления экранов с высокой разрешающей способностью, так как не удается избежать образования в тсаналах шнека агломератов частиц мелкодисперс ного люминофораНаиболее близким техническим решеф кием к изобретению является способ элек тронанесения люминесцентных слоев, включающий создание взвеси частиц лю", . минофора путем подачи газа в диэлектрИ- 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 обарогов в минуту) 23.Применение этого способа для нанесения экранов с высокой разрешающей способностью невозможно, поскольку интенсивное механическое перемешиванне мелкодисперсного порошка приводит к резкому повышению слипаемости частиц, что ведет к снижению удельных нагрузок.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 электростатические 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 обра 4 О 45 5 О 55 Целью изобретения является повышение воспроизводимости удельных нагрузок люминесцентных слоев при электро- нанесении их на экраны.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электронанесения люминесцентных слоев, включающему создание взвеси частиц люминофора путем подачи газа в диэлектрическую камеру с люмино. форным. 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.Связанныенесвободные) 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 был бы возможен, если бы нс создавали потенциального барьера созданием условий для поляризации диэлектрика, Это обусловлено тем, что диэлектрическая проницаемость вешества люминофора 1 д больше диэлектрической проницаемости вещества камеры, и электроны кристалличеекой 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 ионовазот - электроположительный 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 сво053678 61 новки, при сканировании пучком заряженных частиц, выходяших из распылительного сопла, с минимумом пульсаций этого потока на выходе, и равномерны пуль 5 сированием потока.На фиг. 1 представлено распределеия иие удельных нагрузок формируемых покто рытий от цикла к циклу при непрерывнойподаче газа и фиксированной пврвоначаль10 ной загрузке; на фиг. 2 - распределениеудельных нагрузок при импульсной подаче иояизированпого газа азота) при непрерывной работе камеры в течение 2 /Зч,на фиг. 3 - распределения при импульсной15 подаче ионизированного газа и при пот- ляризации стенок камеры.да С течением времени (от первого дик Р- ла нанесения к третьему удельная нагрузка фиг, 1) покрытий на экранах20 монотонно падает несмотря на то, чтов отдельных циклах она стабильна наопределенном уровне, Например, от цикала 3 до цикла 10 удельная нагрузка н- формируемого покрытия укладывается в е 25 границу 1,0 мгс/сФ., а далее падаетдо величины, которая уже недопустимас точки зрения работы экрана (экраны,имеюшие просветы в слое, идут в брак).Предлагаемый способ стабилизацииЗО ведения процесса позволяет, выйдя спервых циклов нанесения покрытия наудельную нагрузку (фиг. 2) - оптимальы, ную для работы прибора - 1,21,3 мгс/см ), поддерживать ее на нужном35 уровне в течение длительного времени(2 /3 - 2 /3 ч) без загрузки новой поррх- ции люминофора.Выход на нужные удельные нагрузкидостигается достаточно быстро для но 4 О вой партии порошка. После выявлениятребуемого расхода газа при сохране- а нии постоянными всех других параметет ров) обеспечивается гарантия "попадапо- ния" в нужный диапазон удельных нагрузок. ем движении в газовом потоке частшц, с появившимся одним или несколькими свободными положительными зарядами проходили вблизи осевшей частицы той стороной своей поверхности, которая заряженаТакова модель умеренного "запиран камеры в начальный момент работы. Э "запирание" предотврашает повышенный унос порошка и 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 заряженных 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-аа 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. Теперь 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-аа электрического поля, создаваемого свободными зарядами. В результате этого происходит значительное снижение выхода частиц иэ камеры в начальные циклы нанесения, по сравнению описанным. Камера "запирается.По мере зарядки частиц положитель ными ионами азота работа камеры не отличается от случая, когда на внутрен ней поверхности камеры создаются свя 55 занные отрицательные заряды.Метод предлагает нанесение равномерных покрытий на все экраны, располагаемые в экраноустановочиом узле уста П р и м е р. 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. На металлический цилиндр, охватывающий камеру, подают отрицательный потенциал (- 16 кВ). Через ионизатор, представляюший собой цилиндрический стакан из диэлектрика с натянутым по оси приво дом, 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 на входе в канал подачи 3 кгс/см, расход газа - 1,0-0,95 м /ч.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 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 нению противоположной покрытию стороны экрана.Формула изобретения 251. Способ электронанесения люминесцентных слоев, включаюший создание взвеси частиц люминофора путем подачи газа в диэлектрическую камеру с люмино 78 8форным порошком, зарядку частиц люминофора и перенос их в электрическом полек подлсзкке, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью повышения воспроизводимости удельных нагрузок люминесцентныхслоев осуществляют поляризацию стеноккамеры, газ перед подачей: в камеру ионизируют и подают импульсами.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что знак зарядов газавыбирают совпадаощим со знаком зарядов, приобретаемых частицами люминофора при трении о стенки камеры, и противоположным знаку связанных зарядовна внутренней поверхности стенок,3. Способ по пп. 1 и 2, о т и и ч а -ю щ и й с я тем, что длительность импульса подачи газа равна длительностипромежутка между импульсами.4. Способ по и. 3, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что частота следованияимпульсов подачи газа составляет 1-3 Гп.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 367803, кл. Н 01 Ю 9/22, опублик.1973.2. Авторское свидетельство СССРМ 208836, кл. Н 013 9/20 1965, мгсмфЮ МЦиклов нанесенияФигЗСоставитель Н, ГригорьеваРедактор Р. Цицика ТехредМ. Надь Корректор А. ДзяткоЗаказ 6287/79Тираж 761 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4