RU2127465C1 - Способ изготовления люминесцирующих экранов со столбчатой структурой - Google Patents

Способ изготовления люминесцирующих экранов со столбчатой структурой Download PDF

Info

Publication number
RU2127465C1
RU2127465C1 RU97117737/09A RU97117737A RU2127465C1 RU 2127465 C1 RU2127465 C1 RU 2127465C1 RU 97117737/09 A RU97117737/09 A RU 97117737/09A RU 97117737 A RU97117737 A RU 97117737A RU 2127465 C1 RU2127465 C1 RU 2127465C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phosphor
substrate
substance
activator
screen
Prior art date
Application number
RU97117737/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97117737A (ru
Inventor
Е.И. Гиваргизов
Л.А. Задорожна
Л.А. Задорожная
А.Н. Степанова
Н.П. Сощин
Н.Н. Чубун
М.Е. Гиваргизов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Кристаллы и Технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to RU97117737/09A priority Critical patent/RU2127465C1/ru
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Кристаллы и Технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Кристаллы и Технологии"
Priority to JP2000518402A priority patent/JP2001521274A/ja
Priority to DE69826142T priority patent/DE69826142T2/de
Priority to EP98957250A priority patent/EP1027717B1/en
Priority to KR1020007003287A priority patent/KR20010015636A/ko
Priority to AT98957250T priority patent/ATE275758T1/de
Priority to CN98810580A priority patent/CN1127749C/zh
Priority to PCT/RU1998/000347 priority patent/WO1999022394A1/en
Priority to AU13548/99A priority patent/AU1354899A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2127465C1 publication Critical patent/RU2127465C1/ru
Publication of RU97117737A publication Critical patent/RU97117737A/ru
Priority to US11/735,950 priority patent/US20070184180A1/en
Priority to US12/247,966 priority patent/US20090072701A1/en

Links

Images

Landscapes

  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

Предлагается способ изготовления люминесцирующих экранов со столбчатой структурой. Способ состоит в выращивании таких экранов из паровой фазы на подложке, предварительно покрытой промежуточным веществом в виде тонкой пленки материала, образующего жидкую фазу, состоящую из изолированных частиц, а затем на эту подложку осаждают вещество люминоформа. Технический результат - повышение безопасности и увеличение срока защиты люминоформа от разрушения. 10 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к области электронного материаловедения и к микроэлектронике, включая вакуумную микроэлектронику, в частности к приборам, основанным на автоэлектронной эмиссии, таким как автоэмиссионные и вакуумные флуоресцентные дисплеи, катодолюминесцентные лампы, и др.
Существующие люминофорные экраны изготовляют, как правило, в форме тонких пленок, осажденных, например, из паровой фазы на гладкую, например, стеклянную подложку.
Для осаждения из паровой фазы используют, например, методы испарения в вакууме, сублимации, химического транспорта, катодного распыления и др.
Во всех этих случаях зарождение кристаллических люминофоров на подложке происходит неконтролируемо, гомогеным или гетерогенным образом, например, на гладкой бесструктурной подложке. При этом люминофор обычно представляет собой набор мелких (микронных и/или субмикронных) кристаллических зерен, часто изометричной, приблизительно сферической формы, налагающихся одно на другое (фиг. 1). При этом свет, генерируемый в кристаллическом зерне (например, обозначенном крестиком), многократно рассеивается в лабиринте окружающих зерен люминесцирующего экрана. Это ухудшает его разрешающую способность.
Еще одна проблема обусловлена тем фактом, что в пленочном экране, состоящем из кристаллических зерен, не все пространство заполнено люминесцирующим материалом. Это уменьшает эффективность экрана и ухудшает его термо- и электропроводность.
Кроме того, такие экраны имеют плохую адгезию к подложкам, поскольку приблизительно-сферические кристаллические микрозерна имеют с подложкой лишь точечные контакты.
Кроме того, когда люминесцирующий экран покрывают проводящей светоотражающей алюминиевой пленкой, необходимо на алюминий осаждать промежуточный слой, например, из не-люминофорного, терморазрушающегося материала, чтобы обеспечить хорошее отражение света от этой пленки. Эта дополнительная операция усложняет изготовление люминесцирующего экрана.
В другом случае в качестве экрана используют монокристаллические люминофоры, например, в виде пластин или эпитаксиальных слоев [1]. Это улучшает воспроизводимость характеристик экрана и увеличивает его эффективность (отношение испускаемой световой энергии к энергии, затрачиваемой на возбуждение света). В таком случае, однако испускаемый свет распространяется вдоль пластины (или пленки) люминофора, что ухудшает разрешающую способность и эффективность экрана.
Эти недостатки можно устранить, если создать экран из кристаллических столбчатых люминесцирующих элементов (столбчатых кристаллитов), которые имеют удлиненные формы, причем направление удлинения приблизительно перпендикулярно плоскости экрана. Такая идея реализуется в конструкции, описанной в патенте [2] . В таком случае свет, генерируемый в столбчатых кристаллитах люминофора, распространяется в направлении удлинения кристаллитов, причем кристаллиты действуют в качестве световода. Однако способ создания такого экрана, основанного на кристаллизации из расплава, неприемлем для многих практических случаев, например для тонкого (порядка 0,1-1 мкм) плоского люминесцирующего экрана, используемого в автоэмиссионных дисплеях.
В другом патенте [3] предлагается локализованное осаждение люминофора из разреженной среды (раствора или суспензии) методом центрифугирования в углубления, причем боковые стенки углублений металлизированы для предотвращения прохождения света в соседние участки люминесцирующего экрана. Однако при этом контрастность воспроизводимого изображения повышается всего лишь на 50%, т.е. не исключается рассеяние света вдоль люминесцирующего экрана.
В настоящем изобретении предлагается технология изготовления люминесцирующих экранов со световодной микроструктурой, обеспечивающей высококачественные световодные свойства удлиненных монокристаллических зерен.
Коль скоро микроструктура элементов люминесцирующего экрана оптимизирована, то следующая задача состоит в обеспечении его активации и коактивации с целью придания ему люминесцирующих свойств. Эта задача также решается в настоящем изобретении.
Кроме того, здесь решается также задача защиты люминофора от разрушения. Вместе с тем устраняется опасность выделения вредных компонентов из люминесцирующего экрана.
Задача обеспечения оптимальной микроструктуры люминесцирующих экранов, состоящих из микрокристаллических зерен, на подложке путем осаждения вещества люминофора из паровой фазы, решается тем, что сначала на подложку наносят промежуточное вещество иного состава, чем люминофор, которое при температуре кристаллизации люминофора образует жидкую фазу в виде изолированных друг от друга или фрагментарно изолированных частиц, а затем на такую подложку осаждают вещество люминофора.
Толщина промежуточного вещества, наносимого на подложку, составляет не менее 10 нм и не более 1 мкм.
Промежуточное вещество в соответствии с изобретением образует жидкую фазу в виде изолированных друг от друга или фрагментарно изолированных частиц либо благодаря собственной низкой точке плавления, либо при контактном взаимодействии указанного вещества с подложкой.
Указанное вещество может быть образовано более чем одним химическим элементом.
По меньшей мере один элемент этого вещества может действовать как активатор или ко-активатор для данного люминофора.
На подложке создают микрорельеф из неоднородностей по структуре и по химическому составу.
Неоднородности могут иметь регулярный характер, причем эта регулярность может быть кристаллографически-симметричной.
Активатор или ко-активатор в люминесцирующий материал могут быть введены посредством ионного легирования.
Люминесцирующий экран покрывают тонким слоем материала, прозрачным для прохождения электронов. В качестве такого материала используется алмаз или алмазоподобное вещество.
Фиг. 1. Схема люминесцирующего экрана, образованного поликристаллической пленкой, состоящей из налагающихся друг на друга кристаллических зерен.
Фиг. 2. Схема люминесцирующего экрана, изготовляемого в соответствии с данным изобретением. Крестиками в зоне поглощения электронов отмечены участки генерации квантов света. Эти кванты затем распространяются вдоль удлиненных зерен люминофора как по световодам.
Фиг. 3. Микрофотография сечения люминесцирующего экрана со столбчатой структурой (снимок в растровом электронном микроскопе).
Люминесцирующий экран, образованный сульфидом кадмия, активированный медью, изготовляют в кварцевой кристаллизационной камере с горячими стенками. В качестве подложки используют стекло с температурой размягчения не ниже 800oC. Подложка в процессе кристаллизации имеет температуру 750-780oC. На эту подложку предварительно напыляют пленку меди толщиной 50 нм. Камеру сначала откачивают до уровня форвакуума, многократно промывают инертным газом (например, аргоном), а затем заполняют до давления 200 Торр аргона. Источником материала для создания экрана служит порошок сульфида кадмия высокой чистоты. Источник вначале поддерживают при той же температуре, что и подложку, затем постепенно его температуру повышают до температуры, превышающей температуру подложки на 20-30oC. В таком состоянии систему выдерживают 1 ч, за это время вырастает пленка люминофора толщиной около 5 мкм. После этого сначала уравнивают температуры источника и подложки, снижая температуру источника, затем охлаждают всю систему со скоростью 10 град/мин.
Литература
1. Berskstresser G. W. and Brandle C.D. Cathode ray tube with single crystal targets. European Patent Application 232586, CI. H 01 J 29/26 (1987).
2. Cockayne B. Cathode ray tube phosphor layers. European Patent Application 062993, CI. H 01 J 29/20 (1982).
3. Duchenois V. , Fouassier M. and Baudry H. Ecran cathodoluminescent incruste a cavities restaurees et tube de visualisation utilisant un tel ecran. European Patent Application 170310, CI. H 01 J 29/24 (1988).

Claims (11)

1. Способ изготовления люминесцирующих экранов, состоящих из микрокристаллических зерен, на подложке путем осаждения вещества люминофора из паровой фазы, отличающийся тем, что на подложку сначала наносят промежуточное вещество иного состава, чем люминофор, которое при температуре кристаллизации люминофора образует жидкую фазу в виде изолированных или фрагментарно изолированных частиц, а затем на такую подложку осаждают вещество люминофора.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщина промежуточного вещества, наносимого на подложку, составляет не менее 10 нм и не более 1 мкм.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкая фаза образуется от контактного взаимодействия указанного вещества с подложкой.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанное вещество образовано более чем одним химическим элементом.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере один элемент действует как активатор или ко-активатор для данного люминофора.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на подложке создают микрорельеф из неоднородностей по структуре и по химическому составу.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что неоднородности имеют регулярный характер.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что регулярность имеет кристаллографически симметричный характер.
9. Способ по любому из пп.1, 4 или 5, отличающийся тем, что в люминофор вводят активатор или ко-активатор посредством ионного легирования.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что люминофор покрывают тонким слоем материала, прозрачным для прохождения электронов.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве такого материала используется алмаз или алмазоподобное вещество.
RU97117737/09A 1997-10-27 1997-10-27 Способ изготовления люминесцирующих экранов со столбчатой структурой RU2127465C1 (ru)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97117737/09A RU2127465C1 (ru) 1997-10-27 1997-10-27 Способ изготовления люминесцирующих экранов со столбчатой структурой
DE69826142T DE69826142T2 (de) 1997-10-27 1998-10-26 Kathodolumineszenzschirm mit säulenförmiger struktur und verfahren zur herstellung
EP98957250A EP1027717B1 (en) 1997-10-27 1998-10-26 Cathodoluminescent screen with a columnar structure, and the method for its preparation
KR1020007003287A KR20010015636A (ko) 1997-10-27 1998-10-26 원주형 구조를 가진 음극발광 스크린 및 그 제조방법
JP2000518402A JP2001521274A (ja) 1997-10-27 1998-10-26 柱状組織を有する陰極線ルミネセンススクリーン及びその調製方法
AT98957250T ATE275758T1 (de) 1997-10-27 1998-10-26 Kathodolumineszenzschirm mit säulenförmiger struktur und verfahren zur herstellung
CN98810580A CN1127749C (zh) 1997-10-27 1998-10-26 具有柱形结构的阴极发光屏及其制备方法
PCT/RU1998/000347 WO1999022394A1 (en) 1997-10-27 1998-10-26 Cathodoluminescent screen with a columnar structure, and the method for its preparation
AU13548/99A AU1354899A (en) 1997-10-27 1998-10-26 Cathodoluminescent screen with a columnar structure, and the method for its preparation
US11/735,950 US20070184180A1 (en) 1997-10-27 2007-04-16 Cathodoluminescent screen with a columnar structure, and the method for its preparation
US12/247,966 US20090072701A1 (en) 1997-10-27 2008-10-08 Luminescent screen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97117737/09A RU2127465C1 (ru) 1997-10-27 1997-10-27 Способ изготовления люминесцирующих экранов со столбчатой структурой

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2127465C1 true RU2127465C1 (ru) 1999-03-10
RU97117737A RU97117737A (ru) 1999-04-20

Family

ID=20198413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97117737/09A RU2127465C1 (ru) 1997-10-27 1997-10-27 Способ изготовления люминесцирующих экранов со столбчатой структурой

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2127465C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001004925A1 (fr) * 1999-07-13 2001-01-18 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'patinor Koutings Limited' Ecran plat luminescent, precede de fabrication d'ecran plat luminescent et procede d'affichage d'image sur ecran plat luminescent
WO2006033601A3 (fr) * 2004-09-20 2006-07-20 Mikhail Evgenjevich Givargizov Structure a colonnes, procede de sa fabrication et dispositifs construits sur sa base

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001004925A1 (fr) * 1999-07-13 2001-01-18 Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'patinor Koutings Limited' Ecran plat luminescent, precede de fabrication d'ecran plat luminescent et procede d'affichage d'image sur ecran plat luminescent
WO2006033601A3 (fr) * 2004-09-20 2006-07-20 Mikhail Evgenjevich Givargizov Structure a colonnes, procede de sa fabrication et dispositifs construits sur sa base

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100888671B1 (ko) 형광체 분말, 표시용 패널, 및 평면형 표시 장치
US4298820A (en) Luminescent screen
EP0642177B1 (en) Process for forming a phosphor
EP0638918A1 (en) Gas discharge device having a field emitter array consisted of microscopic emitting elements
JPH11510307A (ja) 電界電子放出材料および装置
CN1134754A (zh) 制作平板显示系统和元件的方法
US6069439A (en) Phosphor material, method of manufacturing the same and display device
FR2872341A1 (fr) Lampe fluorescente pour ecran plat et son procede ou methode de fabrication
RU2127465C1 (ru) Способ изготовления люминесцирующих экранов со столбчатой структурой
JPH0935670A (ja) フィールド・エミッション・ディスプレイ素子及びその製造方法
JPH03281594A (ja) 発光材料及び表示装置
JPH11510949A (ja) フアイバー状の電界放射体を使用したデイスプレーパネル
US4940603A (en) Thin film inorganic scintillator and method of making same
JP2002117771A (ja) 放電灯及びプラズマディスプレイパネル及びその製造方法
EP1027717B1 (en) Cathodoluminescent screen with a columnar structure, and the method for its preparation
RU2144236C1 (ru) Катодолюминесцентный экран
RU2210134C2 (ru) Холодноэмиссионный катод и плоский дисплей
Soltani et al. Thin film phosphor screens on fiber optic faceplates
JPH09166782A (ja) 電界放出型表示素子のバックライトを持つ液晶表示装置
JP3417831B2 (ja) 蛍光体材料の製造方法
Lee et al. White-light emitting thin-film electroluminescent device using micromachined structure
JPS6362135A (ja) 螢光体表示板及びその製造方法
JPS6388787A (ja) 薄膜el素子の製造方法
JP2979901B2 (ja) 蛍光体塗布基板及びその製造方法
Peaker Electroluminescence in Thin Films

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 7-1999 FOR TAG: (98)

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101028