CN112885685A - 一种用于微光像增强器的高效荧光屏及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于微光像增强器的高效荧光屏及其制作方法。该高效荧光屏包括基底层及在该基底层依次制作的MgF2增透膜、荧光粉层和铝层，基底层与荧光粉层之间靠特薄胶粘接。该方法的步骤包括：荧光粉的包膜处理及颗粒分选；清洗基底，基底层镀MgF2增透膜；荧光粉层和基底层之间通过特薄胶粘接，高温焙烧胶层；浸硅酸钾加固粉层，在粉层表面涂覆有机膜；用真空镀膜机镀铝，分两次镀铝，此时蒸镀的铝膜平整性好而具有良好的反射性。本发明通过在现有的刷涂法基础上增加选粉及基底层镀膜等新工序并优化荧光粉的刷涂工艺和镀铝工艺，提高了荧光屏的发光效率和分辨率，有效提升了微光像增强器性能，本发明的方法能够适应大规模生产的需求。

Description

一种用于微光像增强器的高效荧光屏及其制作方法
技术领域
本发明涉及微光像增强器荧光屏制作技术领域，具体涉及一种用于微光像增强器的高效荧光屏及其制作方法。
背景技术
微光像增强器是用于探测和识别微光目标的一种器件，主要包括光电阴极、电子光学系统及荧光屏等。
荧光屏作为图像输出端，直接关系到图像亮度、图像细节再现及图像耦合传输的质量。随着微光夜视装备的不断发展，对荧光屏提出了更高的要求，微光像增强器要求荧光屏具有较高的发光效率和分辨率、适于人眼观察的光谱特性、合适的余辉等，其中发光效率是荧光屏的重要指标之一，它反应了电子转换为光子的能力，而荧光屏的发光效率受到荧光粉性能、荧光屏的制作方法、微光像增强器工作参数等多方面的影响。
制作荧光屏的方法很多，有重力沉淀法、离心沉淀法、蒸发法、喷涂法、刷涂法等，对于微光像增强器而言，现有的荧光屏制作方法是刷涂法，主要工序为清洗基底(玻璃或光纤面板)、滴胶(厚胶)、刷粉(手工撒粉)、涂有机膜、镀铝等。
实际生产过程中，使用未包膜处理的荧光粉、厚胶和硝化纤维素为主要成分的有机膜，制屏后荧光屏的发光效率、分辨率较差，采用人工撒粉后的粉层均匀性较差，且效率较低，不适合批量生产。
发明内容
本发明的目的在于：根据现有荧光屏制作方法的不足，通过增加选粉及基底层镀膜的新工序、优化荧光粉的刷涂工艺、镀铝工艺，提高了荧光屏的发光效率和分辨率，提升整管性能。
本发明为实现上述目的，具体技术方案如下：
所述的微光像增强器的高效荧光屏及其制作方法，其中步骤包括：荧光粉的包膜处理；荧光粉的颗粒分选；清洗基底，在基底上镀MgF2增透膜；涂胶；刷粉；掸粉检验；加温焙烧；浸硅酸钾溶液；干喷有机膜；镀铝；检验；抛光法兰盘；点银。
所述的荧光粉的包膜处理，其过程为：将荧光粉与包膜液混合，充分搅拌后静置干燥，在空气中进行高温烧结处理。对荧光粉表面进行包膜处理可以保护荧光粉体，提高热稳定性，降低光衰，延长使用寿命。
具体地，所述的荧光粉的颗粒分选是利用重力沉淀法进行颗粒分选。荧光粉的颗粒分选是在稀硅酸钾溶液中进行的，通过荧光粉的颗粒分选，选取颗粒直径为2μm～4μm的荧光粉用于涂屏，在获得均匀性和致密性较好的粉层的同时，可有效增加荧光粉的发光强度。
所述的在基底上镀MgF2增透膜是利用真空蒸镀法镀MgF2增透膜。制屏前在基底上先蒸镀MgF2增透膜，可减少与荧光粉层相接触的基底上光的反射，提高光的透过率。
具体地，所述的基底为玻璃、光纤面板、光纤扭像器等。
所述的涂胶是采用2046特薄树脂胶作为粘接剂将荧光粉层粘接在基底上。胶层的厚度更薄，对粒度较为均匀的荧光粉，在胶层上的排布更均匀、平整度更好。
具体地，所述的2046特薄树脂胶是用乙酸丁酯、2046树脂、邻苯二甲酸二丁酯和异丁醇等配制而成。
所述的刷粉是利用气动撒粉筒来撒粉，使荧光粉布满屏面，用海绵轻拂，将荧光粉粘附在胶层上。其中，气动撒粉筒来散粉解决了工撒粉不均匀的问题，节约了原材料，且由于荧光粉的粒度均匀，粘接在胶层上的荧光粉层更平滑，生产过程中可适当减少掸粉次数，从而有效减少荧光粉的亮度损失。
优选地，所述的荧光粉为发光效率较高的P22荧光粉。
所述的掸粉检验是用海绵在荧光粉层表面由轻到重的移动，除去表面多余的荧光粉，再利用透射光和紫外灯检验粉层的均匀性。
所述的加温焙烧是将刷粉后的荧光屏放入烘箱中，加热至380℃～400℃，烘烤去除胶层。
具体地，所述的浸硅酸钾溶液，将烘烤去除胶层后的荧光屏浸入低浓度的硅酸钾溶液中。
所述的干喷有机膜是利用涂膜机进行涂膜，启动旋转轴，荧光粉层依次用异丙醇溶液、输送液体进行润湿，同时喷上有机膜液。干喷法涂敷的有机膜致密，使荧光粉层变得相对光滑，蒸镀的铝膜平整性好且具有良好的反射性。
所述的镀铝，是在真空度低于10-5Pa的真空镀膜机中蒸镀铝层，分两次进行。第一次镀铝以有机膜为衬底，厚度为
Figure BDA0002897667510000031
加热去除有机膜后进行第二次镀铝，厚度为
Figure BDA0002897667510000032
Figure BDA0002897667510000033
二次镀铝可有效防止碱金属蒸汽对荧光屏的毒化影响。
所述的检验，包括透光检验、电子枪检验。
所述的点银，是用银膏连接铝层和法兰盘，确保荧光屏和法兰盘之间形成很好的电通路。
本发明的有益效果在于：
本发明通过增加选粉及基底层镀膜的新工序、优化荧光粉的刷涂工艺、镀铝工艺，提高了荧光屏的发光效率和分辨率，提升整管性能。采用传统工艺制成的高性能微光像增强器的分辨率为50lp/mm～60lp/mm，荧光屏的发光效率为10～15lm/W，工艺改进后，高性能微光像增强器的分辨率为68lp/mm～80lp/mm，荧光屏的发光效率为18～22lm/W。
附图说明
图1是微光像增强器荧光屏的制作工艺流程图。
图2是高效荧光屏结构示意图。
图中，各标号所代表的部件列表如下：
1—基底层，2—MgF2增透膜，3—荧光粉层，4—铝膜。
具体实施方式
本发明提供一种用于微光像增强器的高效荧光屏，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种用于微光像增强器的高效荧光屏及其制作方法。图1以输入输出有效直径均为18mm的高性能微光像增强器(以下简称T18微光像增强器)为实施例，首先混合P22荧光粉与包膜液，充分搅拌20min后静置，经120℃真空干燥、500℃高温烧结后，将包膜荧光粉溶液与浓度为0.03％的硅酸钾溶液混合，容器中液面高度达到25cm，放在工作台上静置沉淀3h以分选出直径为2～3μm的包膜荧光粉。使用光纤面板作为高效荧光屏制备基底，清洗后利用真空蒸镀法蒸镀MgF2增透膜。
采用旋涂法在光纤面板表面涂敷2046特薄树脂胶层。在胶层未干的情况下，利用气动撒粉筒进行撒粉，用海绵轻拂，将荧光粉粘附在胶层上，掸粉除去多余的荧光粉颗粒，再利用透射光和紫外灯检验粉层的均匀性。
将检验合格的荧光屏放入烘箱中，加热至385℃进行加温焙烧去除胶层。而后浸入浓度为1％的硅酸钾溶液中加固粉层。荧光粉层依次用异丙醇溶液、输送液体进行润湿，同时利用干喷法涂敷有机膜。随后在真空镀膜机中蒸镀铝层，以有机膜为衬底进行一次镀铝，厚度为
Figure BDA0002897667510000041
烘箱中加热去除有机膜后进行第二次镀铝，厚度为
Figure BDA0002897667510000042
完成镀铝工序后，对荧光屏进行透光检验、电子枪检验。检验合格后，对镀层进行点银处理。
如图2所示，本实例最终得到一种用于T18微光像增强器的高效荧光屏。采用本发明的工艺制成的T18微光像增强器的分辨率较传统工艺提升17％，发光效率为18～20lm/W。
本发明通过在现有的刷涂法基础上增加选粉及基底层镀膜等新工序并优化荧光粉的刷涂工艺和镀铝工艺，提高了荧光屏的发光效率和分辨率，有效提升了微光像增强器性能，本发明的方法能够适应大规模生产的需求。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于微光像增强器的高效荧光屏的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，对荧光粉进行包膜处理，包括将荧光粉与包膜液混合，充分搅拌后静置干燥，在空气中进行高温烧结处理；
步骤2，进行荧光粉的颗粒分选，包括利用重力沉淀法进行颗粒分选；
步骤3，清洗基底，利用真空蒸镀法在基底上镀MgF2增透膜；
步骤4，涂胶、刷粉、掸粉检验；
步骤5，加温焙烧；
步骤6，浸硅酸钾溶液，包括将烘烤除去胶层后的荧光屏浸入低浓度的硅酸钾溶液中；
步骤7，干喷有机膜，包括利用涂膜机进行涂膜，启动旋转轴，荧光粉层依次用异丙醇溶液、输送液体进行润湿，同时喷上有机膜液；
步骤8，镀铝；
步骤9，检验、抛光法兰盘、点银。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：
所述步骤1中将荧光粉与包膜液混合包括：充分搅拌20min后静置，经120℃真空干燥、500℃高温烧结后，将包膜荧光粉溶液与浓度为0.03％的硅酸钾溶液混合，容器中液面高度达到25cm，放在工作台上静置沉淀3h以分选出直径为2～3μm的包膜荧光粉。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：
所述步骤2中的利用重力沉淀法进行颗粒分选包括：所述的颗粒分选是在稀硅酸钾溶液中进行的，通过荧光粉的颗粒分选，选取颗粒直径为2～4μm的荧光粉用于涂屏，获得均匀性和致密性较好的粉层。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：
所述步骤2中的基底为玻璃、光纤面板、光纤扭像器的任一种。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：
所述步骤4中，采用旋涂法在基底表面涂敷特薄胶，在胶层未干的情况下，利用气动撒粉筒进行撒粉，用海绵轻拂，将荧光粉粘附在胶层上，掸粉除去多余的荧光粉颗粒，再利用透射光和紫外灯检验粉层的均匀性；
所述的掸粉检验是用海绵在荧光粉层表面由轻到重的移动，除去表面多余的荧光粉，再利用透射光和紫外灯检验粉层的均匀性。
所述的特薄胶使用乙酸丁酯、2046树脂、邻苯二甲酸二丁酯和异丁醇配制而成。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：
所述步骤5中的加温焙烧是将刷粉后的荧光屏放入烘箱中，加热至380℃～400℃，烘烤去除胶层。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：
所述步骤8中的镀铝包括：在真空度低于10-5Pa的真空镀膜机中蒸镀铝层；分两次进行，第一次镀铝以有机膜为衬底，厚度为
Figure FDA0002897667500000021
加热去除有机膜后进行第二次镀铝，厚度为
Figure FDA0002897667500000022
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：
所述步骤9中的检验包括采用透光检验和电子枪检验；所述的点银采用银膏连接铝层和法兰盘，在荧光屏和法兰盘之间形成良好的电通路。
9.根据权利要求1至9任一项所述的制作方法，其特征在于：
所述的荧光粉为P22荧光粉。
10.根据权利要求1至9任一项所述的用于微光像增强器的高效荧光屏的制作方法制作的用于微光像增强器的高效荧光屏，包括荧光屏，其特征在于：
所述荧光屏包括基底层(1)及在该基底层(1)依次制作的MgF2增透膜(2)、荧光粉层(3)和铝层(4)。
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