RU2004029C1 - Способ получени мелкоструктурных катодолюминесцентных покрытий дл электронно-лучевых трубок высокого разрешени - Google Patents

Abstract

Использование: электронна  техника в частности производство электронно-лучевых трубок, изготовление мелкоструктурных катодолюминес- центных покрытий. Сущность изобретени : способ включает приготовление суспензий люминофора (Л), осаждение Л в гравитационном поле на экран (Э) в водно-щелочном растворе (Р) полиметакриловой кислоты (ПМАК) и закрепление осажденного покрыти  водным Р азотнокислого стронци  При изготовлении суспензии Л ввод т в 0,01 - .0,012%-ный водный раствор ПМАК и при перемешивании обрабатывают ультразвуком в течение 40 -60 мин. При осаждении в суспензию ввод т 0,015 -0,020 мас.%. ПМАК и 0,16 - 020 мас%. тетра- борнокислого натри .

Description

Изобретение относитс  к электронной технике, в частности к производству электронно-лучевых т рубок (ЭЛТ), и предназначено дл  изготовлени  мелкоструктурных катодолюминесцентных покрытий.

Известен способ получени  люминесцентного сло  методом осаждени  люминофора на подложку из суспензии, стабилизированной в водном растворе силиката кали . После осаждени  порошка часть водного раствора сифонируют и ввод т раствор коагул тора - нитрата бари  вблизи поверхности люминофорного сло  дл  его закреплени  1.

Недостатком описанного способа  вл - етс  то, что применение водного раствора силиката кали  не дает возможности получать агрегативно устойчивые суспензии с узким фракционным распределением. При осаждении таких суспензий на стекл нную подложку получают люминесцентное покрытие с неравномерной, рыхлой структурой и невысокой разрешающей способностью. Это объ сн етс  переходом на поверхность не отдельных частиц, а их агрегатов. Кроме того, применение силиката кали  приводит к снижению  ркости свечени  люминофора, недостаточно прочному сцеплению люминофорных частиц между собой и с подложкой.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ нанесени  катодолюминес- центного покрыти  методом осаждени  в гравитационном поле люминофора из суспензии в водно-щелочном растворе полиме- такриловой кислоты (ПМАК) 2, В способе, выбранным в качестве прототипа, используют органическое вещество триэтиламин (ГЭА) в качестве щелочи. ТЭА вводитс  в систему в количестве 0,05-0,07 мас.%. Кон- центраци  ПМАК в системе составл ет 0,012-0,017 мас.%. После осаждени  суспензии на стекл нную подложку в течение 2,5-3 ч в систему ввод т коагул тор - азот- нокислый стронций 0,064-0,085 мас.%.

Недостатками способа-прототипа  вл ютс  значительное врем  осаждени  суспензии и присутствие в суспензии, используемой дл  нанесени  люминесцентных покрытий, некоторого количества мел- ких частиц люминофора {менее 0,5 мкм). Поскольку ТЭА  вл етс  поверхностно-активным веществом и происходит его адсорбци  как на границе раздела тверда  фаза - жидкость, так и жидкость - воздух, то его введение в систему приводит к понижению поверхностного нат жени , что способствует переносу мелких частиц на поверхность жидкости. При удалении жидкой среды си- фонированием наход щиес  на поверхности мелкие частицы оседают на сформированное люминофорное покрытие, что снижает качество покрытий. В конечном итоге это приводит к уменьшению выхода качественных покрытий (по вление неравномер- ностей экрана) и снижению стабильности технологического процесса. Имеет место также изменение рН среды, что оказывает вли ние на степень диссоциации ПМАК. Указанные факторы привод т к изменению условий осаждени  люминофора, обеспечивающих оптимальную устойчивость суспензии .Этосказываетс на воспроизводимости условий стабильности процесса осаждени  и светотехнических параметрах люминофорных покрытий получаемых ЭЛТ.

Целью изобретени   вл етс  улучшение равномерности покрыти , обеспечение стабильности технологического процесса и достижение высоких светотехнических характеристик ЭЛТ,

Цель достигаетс  приготовлением агрегативно устойчивой суспензии, получаемой путем введени  люминофора в 0,01- 0,012%-ный водный раствор ПМАК, обработкой люминофорной суспензии при перемешивании ультразвуковым полем в течение 40-60 мин дл  достижени  адсорбционного равновеси  и получени  защитного полимерного сло , преп тствующего агрегации част иц, Из полученной суспензии люминофор осаждают на экран ЭЛТ в 0,015-0,020%-ном водно-щелочном растворе ПМАК, в котором в качество щелочи используют тетраборнокислый натрий 0,16-0,29 мас.%.

Получение агрегативно устойчивой суспензии основано на формировании на поверхности люминофорных частиц защитного полимерного сло  (обеспечивающего стабилизацию частиц) и зависит от концентрации ПМАК и времени его контакта с люминофором. В предлагаемом способе стабилизаци  суспензии достигаетс  при введении люминофора в 0,01-0,012%-ный водный раствор полиметакриловой кислоты и обработке его при перемешивании в ультразвуковом поле в течение 40-60 мин.

Под действием ультразвуковых колебаний интенсифицируетс  процесс адсорбции и происходит разрушение агрегатов, что позвол ет получать суспензии с узким дисперсным составом. При введении люминофора в раствор ПМАК без ультразвуковой обработки адсорбци  полимера протекает длительное врем  (6-8 ч), защитные полимерные слои формируютс  на поверхности агрегатов, которые в услови х осэж- дени  на поверхность подложки (экрана)

могут разрушатьс  и способствовать образованию неоднородных и неплотных покрытий .

Границы приведенных числовых интервалов  вл ютс  оптимальными дл  получени  агрегативно устойчивых суспензий люминофора с узким дисперсным составом. Так, при концентрации ПМАК ниже 0,01 % и выше 0,012% суспензи  характеризуетс  низкой агрегативной устойчивостью и широким фракционным распределением. Врем  обработки суспензии в ультразвуковом поле 40-60 мин (при частоте 20-24 кГц)  вл етс  необходимым и достаточным дл  разрушени  агрегатов, достижени  адсорбционного равновеси  в системе и формировани  на поверхности индивидуальных частиц защитного полимерного сло . Если выбрать врем  обработки ультразвуком менее 40 мин, то происходит недостаточное разрушение конгломератов и полимером покрываютс  не индивидуальные частицы, а их агрегаты. При времени ультразвуковой обработки суспензии более 60 мин возникает агрегаци  индивидуальных частиц, котора  сопровождаетс  образованием достаточно крупных конгломератов.

По способу, выбранному в качестве прототипа , осаждение люминофорных частиц на подложку осуществл етс  из суспензии в водно-щелочном растворе ПМАК, а в качестве щелочи используюттриэтиламин, который приводит к изменению значени  рН и соответственно степени ионизации макромолекул полимера. В процессе изменени  рН происходит дестабилизаци  суспензии, котора  предварительно не обработана и имеет агрегаты, что сопровождаетс  их перестройкой , т.е. разрушением одних и обра- зованием новых, более крупных. В результате изменени  процесса осаждени  люминофора на поверхности подложки формируетс  неоднородное покрытие.

По предлагаемому способу в предварительно полученную агрегативно устойчивую суспензию ввод т дополнительно 0,015- 0,020%-ный водно-щелочной раствор ПМАК. В качестве щелочи используют тет- рзборнокислый натрий 0,16-0,20 мас.%. Введение в систему ПМАК(с концентрацией 0,015-0,020%) необходимо дл  обеспечени  высокой адгезионной прочности сцеплени  частиц с подложкой, а использование в качестве щелочи тетраборнокислого натри  -дл  стабилизации процесса осаждени  частиц (за счет посто нства рН раствора, обеспечивающего одинаковую степень ионизации макромолекул полимера).

При концентрации ПМАК в процессе осаждени  ниже 0,015% получаемые покрыти  характеризуютс  низкой адгрчией к подложке (экрану), а при конценфаиии выше 0,020% измен етс  дисперсный состав полученной агрегативно устойчивой суспен- 5 зии.

Предложенна  концентраци  тетраборнокислого натри  (0,16-0,20 мас.%)  вл етс  оптимальной и обеспечивает посто нство рН раствора ПМАК и, как след- 0 ствие, одинаковую степень ионизации ее макромолекул. В результате стабилизации процесса осаждени  сохран ютс  свойства предварительно полученной суспензии и на поверхность подложки осаждаютс  люми- 5 нофорные частицы с узким дисперсным составом , что приводит к формированию плотной, однородной структуры покрыти , что, в конечном счете повышает параметры экранов ЭЛТ.

0Перемешивание гуспензии люминофоров в процессе ультразвуковой обработки позвол ет удерживать отдельные частицы люминофора во взвешенном состо нии, что способствует более равномерному покры5 тию частиц люминофора полимером. При этом ускор етс  процесс достижени  адсор- бционного равновеси  системы. Обычно водные суспензии люминофоров  вл ютс  седиментационно неустойчивыми и их час0 тицы под действием силы т жести быстро осаждаютс  на подложку, образу  осадок. Это преп тствует проникновению макромолекул полимера ко всем частицам люминофора и его адсорбции на поверхности

5 частиц.

Таким образом, существенными признаками , отличающими предлагаемый способ от аналогов и прототипа,  сл ютс  приготовление агрегативно устойчивой сус0 пензии с узким дисперсным составом, обработка полученной суспензии в ультразвуковом поле при одновременном перемешивании суспензии, проведение осаждени  люминофора в водно-щелочном

5 растворе ПМАК (при предложенной концентрации ) с посто нным значением рН и одинаковой степенью ионизации ее макромолекул вследствие буферных свойств примен емого раствора, отсутствие

0 в системе поверхностно-активных веществ, привод щих к понижению качества покрыти  за счет осаждени  мелких фракций люминофора .

Способ получени  мелкоструктурных

5 катодолюминесцентных покрытий иллюстрируетс  следующими примерами.

Пример 1. К 100 мл 0,011%-ного водного раствора ПМАК добавл ют 1 г люминофора . Суспензию при перемешивании обрабатывают в течение 50 мин в ультразвуковом поле (интенсивность зоукэ 2,05 Вт/см2 и частота 22 кГц). Полученную таким способом суспензию используют дл  получени  люминесцентных покрытий ЭЛТ, Дл  этого 0,7 мл 2,5%-ного водного раствора ПМАК (что составл ет 0.017 мас.%) разбавл ют дистиллированной водой до объема 81 мл, после чего ввод т в раствор 9 мл 2%-ного раствора тетрабориокислого натри  (что составл ет 0,18 мас.%) и 10 мл стабилизированной суспензии люминофора . Люминофорные частицы из суспензии осаждаютс  на стекл нную поверхность экрана в гравитационном поле в течение 1,5- 2 ч. После осаждени  люминофорных частиц в систему ввод т 50 мл 0,35%-ного водного раствора нитрата стронци  дл  закреплени  сформированного люминофорного покрыти  на стекл нной поверхности экрана ЭЛТ. Врем  закреплени  составл ет 15 .мин. После этого раствор сливают, а люми- нофорное покрытие высушивают,

Пример 2. К 100 мл 0,01%-ного водного раствора ПМАК добавл ют 1 г люминофора . Суспензию при перемешивании обрабатывают в течение 40 мин в ультразвуковом поле при частоте 20 кГц и интенсивности 1,8 Вт/см . Дл  получени  люминофорного покрыти  0,6 мл 2,5%-ного водного раствора ПМАК (что составл ет 0,015 мае, %) разбавл ют дистиллированной водой до объема 82 мл, после чего ввод т 8 мл 2%-ного раствора тетраборнокислого натри  (что составл ет 0,16 мас.%) и 10 л стабилизированной суспензии люминофора. Следующие операции способа аналогичны операци м, описанным в примере 1.

Пример 3. К 100 мл 0,012%-ного водного раствора ПМАК добавл ют 1 г люминофора , Суспензию при перемешивании обрабатывают в течение 60 мин в ультразвуковом поле с интенсивностью звука 2,3 Вт/см и частотой 24 кГц, Дл  получени  люминофорного покрыти  0,8 мл 2,5%-ного водного раствора ПМАК (что составл ет 0,02 мас.%) разбавл ют дистиллированной водой до объема 80 мл, после чего ввод т 10 мл 2 %-ного раствора тетраборнокислого натри  (что составл ет 0,20 мас.%) -и 10 мл стабилизированной суспензии люминофора . Следующие операции аналогичны описанным в примере 1,

Пример 4. К 100 мл 0,01%-ного водного раствора ПМАК добавл ют 1 г люминофора , Суспензию при перемешивании (мешалкой) обрабатывают в ультразвуковом поле в течение 40 мин при частоте 24 кГц и

интенсивности звука 1,8 Вт/см . Дл  получени  люминофорного покрыти  0,8 мл 2,5%-ного водного раствора ПМАК (что составл ет 0,02 мас.%) разбавл ют дистиллированной водой до объема 82 мл, после чего ввод т 8 мл 2%-ного раствора тетраборнокислого натри  (что составл ет 0,16 мас.%) и 10 мл стабилизированной суспензии люминофора . Все последующие операции аналогичны описанным в примере 1.

Пример 5. К 100 мл 0,01%-ного водного раствора ПМАК добавл ют 1 г люминофора . Суспензию при перемешивании обрабатывают в течение 60 мин в ультразвуковом поле с интенсивностью 2,3 Вт/см и частотой 20 кГц. Дл  получени  люминофорного покрыти  0,8 мл 2,5%-ного водного - раствора ПМАК (что составл ет 0,02 мас.%) разбавл ют дистиллированной водой до

объема 80 мл, после чего ввод т 10 мл 2%- ного раствора тетраборнокислого натри  (что составл ет 0,20 мас.%) и 10 мл стабилизированной суспензии люминофора. Все последующие операции аналогичны описанным в примере 1.

Пример 6. К 100 мл 0,012 %-ного водного раствора ПМАК добавл ют 1 г лю- минофора. Суспензию при перемешивании обрабатывают в течение 60 мин в ультразвуковом полз с интенсивностью 2,3 Вт/см2 и частотой 24 кГц. Дл  получени  люминофорного покрыти  0,6 мл 2,5%-ного водного раствора ПМАК (что составл ет 0,015 мас.%) разбавл ют дистиллированной водой до

объема 82 мл, после чего ввод т 8 мл 2%-ного раствора тетраборнокислого натри  (что составл ет 0,16 мае,%)и 10 мл стабилизированной суспензии люминофора. Все последующие операции аналогичны описанным в

примере 1.

Люминофорные покрыти  экранов, изготовленных о соответствии с примерами 1-6, равномерные с мелкодисперсной гладкой структурой.

Полученные по предлагаемому способу экраны использовались в макетах ЭЛТ 13Л К (типа Кодекс) с диагональю экрана 130мм.

Разрешающа  способность ЭЛТ с экра- . нами, изготовленными по предлагаемому

способу составл ет 140 Тв лин/мм при контрасте 50-54% и межэлементной неравномерности  ркости 8-9%.

(56) 1. Патент Великобритании № 986636, кл. C4S, опублик. 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 693460. кл. Н 01J 9/20, 1979.

Claims (1)

1. ( Формула изобретени 

   СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОСТРУКТУРНЫХ КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫХ ТРУБОК ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ, включающий приготовление стабилизированной суспензии люминофора в водном растворе полиметэкриловой кислоты, приготовление суспензии дл  гравитационного осахедени  люминофора путем введени  полученной стабилизированной суспензии люминофора в водно-щелочной раствор полиметакриловой кислоты, осаждение лю- , минофорэ на экран в гравитационном поле и закрепление осажденного покрыти  оод0

   5

   ным раствором азотнокислого стронци . - отличающийс  тем. что. с целью повышени  равномерности покрыти , стабильности технологического процесса и светотехнических характеристик электронно-лучевых трубок, дл  приготовлени  стабилизированной суспензии пюминофора используют 0,010 - 0,012 мас.%-ный водный раствор полиметакриловой кислоты и обрабатывают ультразвуковым полем в течение 40 - 60 мин, суспензи  дл  гравитационного осаждени  люминофора дополнительно содержит 0.015 - 0,020 мас.% полиметакриловой кислоты, а в качестве щелочи - натрий тетрзборнокислый

   в количестве 0,16- 0,20 мае. %.