RU2810532C1

RU2810532C1 - Cathodoluminescent screen

Info

Publication number: RU2810532C1
Application number: RU2023117114A
Authority: RU
Inventors: Николай Иосифович Беспалко; Владимир Александрович Рахманин; Виктор Анатольевич Гавриленко; Дарья Андреевна Ливицкая
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Катод"
Filing date: 2023-06-29
Publication date: 2023-12-27

Abstract

FIELD: electron-vacuum devices.

SUBSTANCE: invention can be used in the manufacture of cathodoluminescent screens of electron-optical converters. The cathodoluminescent screen comprises a transparent substrate and a cathodoluminescent phosphor layer formed on the surface of said transparent substrate. A thin coating is formed on top of the cathodoluminophore layer, which comprises a first passivation layer, a first aluminium layer and a second passivation layer located in the direction from the cathodoluminophore layer in the specified sequence. Also, the cathodoluminescent screen comprises a second layer of aluminium, which is formed on top of the mentioned thin coating. Said thin coating and the second layer of aluminium are formed by vacuum deposition. A thin coating is formed by vacuum deposition on top of a temporary film of organic material, previously applied to a layer of cathodoluminophor and subjected to thermal decomposition after the formation of the said thin coating on it.

EFFECT: improvement in the purity of the field of view, an increase in the brightness of the glow and an increase in the value of the frequency-contrast characteristic of the cathodoluminescent screen, as well as an increase in the value of the frequency-contrast characteristic of the electron-optical converter in which the cathodoluminescent screen is used.

5 cl, 2 dwg

Description

Техническое решение относится к области электронно-вакуумных приборов с оптическим, рентгеновским и тому подобным входом и оптическим выходом, таких, например, как электронно-оптические преобразователи (далее по тексту - ЭОП), и может быть использовано при изготовлении выходных катодолюминесцентных экранов таких приборов.The technical solution relates to the field of electron-vacuum devices with optical, x-ray and the like input and optical output, such as, for example, electron-optical converters (hereinafter referred to as image intensifiers), and can be used in the manufacture of cathodoluminescent output screens of such devices.

Как известно, используемые в электронно-оптических преобразователях выходные катодолюминесцентные экраны предназначены для преобразования энергии сформированного фотокатодом электронного потока в световой поток, который воспроизводится на экране катодолюминесцентном в виде изображения наблюдаемого объекта. Конструктивно экран катодолюминесцентный представляет собой прозрачную подложку, на которую нанесен катодолюминофор, то есть люминесцентный материал, способный излучать световой поток под воздействием энергии электронов. Свет, испускаемый катодолюминофором под воздействием энергии электронов, может быть виден наблюдателем сквозь прозрачную подложку, на которую катодолюминофор нанесен, со стороны выходной поверхности экрана катодолюминесцентного. As is known, output cathodoluminescent screens used in electro-optical converters are designed to convert the energy of the electron flow generated by the photocathode into a light flux, which is reproduced on the cathodoluminescent screen in the form of an image of the observed object. Structurally, a cathodoluminescent screen is a transparent substrate on which a cathodoluminescent phosphor is applied, that is, a luminescent material capable of emitting a luminous flux under the influence of electron energy. The light emitted by the cathodoluminescent phosphor under the influence of electron energy can be seen by an observer through the transparent substrate on which the cathodoluminescent phosphor is applied, from the side of the output surface of the cathodoluminescent screen.

Однако, как известно, свет от катодолюминофора излучается во всех направлениях. Это явление уменьшает светоотдачу экрана катодолюминесцентного (то есть отношение мощности светового потока, излучаемого экраном катодолюминесцентным в направлении его выходной поверхности, к мощности падающего на экран электронного потока) и, как следствие, негативно влияет на яркость свечения экрана катодолюминесцентного, наблюдаемую со стороны его выходной поверхности.However, as is known, light from a cathodoluminophore is emitted in all directions. This phenomenon reduces the light output of the cathodoluminescent screen (that is, the ratio of the power of the luminous flux emitted by the cathodoluminescent screen in the direction of its output surface to the power of the electron flow incident on the screen) and, as a result, negatively affects the brightness of the cathodoluminescent screen, observed from its output surface .

Вместе с этим при работе экрана катодолюминесцентного в электронно-оптическом преобразователе часть испускаемого катодолюминофором света, которая излучается в противоположном от выходной поверхности направлении, в сторону фотокатода (так называемое обратное излучение), при попадании на фотокатод вызывает «ложную», то есть, не связанную с наблюдаемым объектом, эмиссию электронов (так называемую обратную оптическую связь экрана с фотокатодом). Такая «ложная» эмиссия электронов снижает качество изображения наблюдаемого объекта на экране катодолюминесцентном при его использовании в электронно-оптическом преобразователе, в частности, существенно ухудшает частотно-контрастную характеристику изображения на экране ЭОП.At the same time, when a cathodoluminescent screen is operating in an electron-optical converter, part of the light emitted by the cathodoluminophor, which is emitted in the direction opposite to the output surface, towards the photocathode (the so-called backward radiation), when it hits the photocathode, causes “false”, that is, not connected with the observed object, electron emission (the so-called optical feedback of the screen with the photocathode). Such “false” electron emission reduces the quality of the image of the observed object on a cathodoluminescent screen when used in an electron-optical converter, in particular, it significantly worsens the frequency-contrast characteristics of the image on the image intensifier screen.

Для того, чтобы перенаправить обратное излучение катодолюминофора в сторону выходной поверхности и, тем самым, устранить вышеуказанные недостатки экрана катодолюминесцентного, на слой катодолюминофора наносят тонкое покрытие, способное отразить упомянутое обратное излучение катодолюминофора, то есть, так называемое отражающее покрытие.In order to redirect the reverse radiation of the cathodoluminescent phosphor towards the output surface and, thereby, eliminate the above-mentioned disadvantages of the cathodoluminescent screen, a thin coating is applied to the cathodoluminescent phosphor layer that is capable of reflecting the said backward radiation of the cathodoluminescent phosphor, that is, the so-called reflective coating.

Наиболее широко для формирования отражающего покрытия используют металл и, чаще всего, - алюминий, поскольку алюминий в большей степени обладает необходимыми для отражающего покрытия свойствами, такими, например, как высокий коэффициент отражения света в широком спектре длин волн, высокая прозрачность для электронов, а также высокая технологичность нанесения материала на поверхность.Metal and, most often, aluminum are most widely used to form a reflective coating, since aluminum to a greater extent has the properties necessary for a reflective coating, such as, for example, high light reflectance in a wide range of wavelengths, high transparency for electrons, and high technology of applying material to the surface.

Отражающее покрытие формируют на слое катодолюминофора различными способами, но наиболее распространен способ, включающий следующую последовательность операций. Поверх слоя катодолюминофора, нанесенного на прозрачную подложку известными способами, например, методом седиментации, электроосаждения или центробежным методом, наносят тонкую пленку из органического материала, например, из нитроцеллюлозного лака. Затем на органическую пленку наносят первый слой алюминия путем напыления в вакууме. При этом по своему предназначению, органическая пленка должна предотвратить заполнение промежутков между частицами люминофора напыляемым алюминием и осаждение последнего на прозрачной подложке. После нанесения первого алюминиевого слоя полученную таким образом сборку катодолюминесцентного экрана отжигают при температуре порядка 300-500°С, в результате чего органическая пленка разлагается и продукты разложения удаляются с катодолюминофорного слоя через микропоры в первом слое алюминия. Затем на первый слой алюминия также способом вакуумного напыления наносят второй слой алюминия. Толщины первого и второго слоя алюминия определяют минимально возможными, исходя из условий обеспечения прохождения потока электронов к слою катодолюминофора, максимально возможного уменьшения количества света, проходящего через отражающее покрытие в направлении фотокатода, а также возможности удаления продуктов разложения временной органической пленки из-под первого слоя алюминия. С этой целью, как правило, первый слой алюминия формируют более тонким в сравнении со вторым слоем алюминия.The reflective coating is formed on the cathodoluminophore layer in various ways, but the most common method involves the following sequence of operations. A thin film of organic material, for example, nitrocellulose varnish, is applied on top of the cathodoluminophore layer deposited on a transparent substrate by known methods, for example, by sedimentation, electrodeposition or centrifugal method. The first layer of aluminum is then applied to the organic film by vacuum deposition. At the same time, according to its purpose, the organic film should prevent the filling of the gaps between the phosphor particles with sprayed aluminum and the deposition of the latter on a transparent substrate. After applying the first aluminum layer, the thus obtained cathodoluminescent screen assembly is annealed at a temperature of the order of 300-500°C, as a result of which the organic film decomposes and the decomposition products are removed from the cathodoluminescent layer through micropores in the first aluminum layer. Then a second layer of aluminum is also applied to the first layer of aluminum by vacuum deposition. The thicknesses of the first and second layers of aluminum are determined to be the minimum possible, based on the conditions for ensuring the passage of electron flow to the cathodoluminophore layer, the maximum possible reduction in the amount of light passing through the reflective coating in the direction of the photocathode, as well as the possibility of removing decomposition products of the temporary organic film from under the first layer of aluminum . For this purpose, as a rule, the first layer of aluminum is formed thinner in comparison with the second layer of aluminum.

Из описания к публикации JPS5990338 (A) «MANUFACTURE OF PHOSPHOR SCREEN» («Производство фосфорового экрана», заявитель TOSHIBA KK (JP), МПК H01J29/28, H01J9/22, H01J9/227, H01J29/18, H01J31/50, H01J9/22) известно техническое решение катодолюминесцентного экрана с полученным вышеописанным способом отражающим покрытием. Данное техническое решение катодолюминесцентного экрана принято в качестве ближайшего аналога заявляемого технического решения. Известный экран катодолюминесцентный, ближайший аналог, содержит прозрачную подложку и сформированный на поверхности упомянутой прозрачной подложки слой катодолюминофора, при этом поверх слоя катодолюминофора последовательно расположены первый слой алюминия толщиной 100-1000 ангстрем и второй слой алюминия толщиной 1000-3000 ангстрем. Причем, первый слой алюминия сформирован путем вакуумного напыления частиц алюминия на пленку из органического материала, предварительно нанесенную на слой катодолюминофора и подвергнутую термическому разложению после напыления на нее упомянутого первого слоя алюминия. Упомянутые два слоя алюминия образуют, собственно, отражающее покрытие катодолюминофорного экрана.From the description of the publication JPS5990338 (A) “MANUFACTURE OF PHOSPHOR SCREEN” (“Production of phosphorus screen”, applicant TOSHIBA KK (JP), IPC H01J29/28, H01J9/22, H01J9/227, H01J29/18, H01J31/50, H01J9 /22) there is a known technical solution for a cathodoluminescent screen with a reflective coating obtained as described above. This technical solution of a cathodoluminescent screen is accepted as the closest analogue of the proposed technical solution. The known cathodoluminescent screen, the closest analogue, contains a transparent substrate and a cathodoluminescent layer formed on the surface of said transparent substrate, with a first layer of aluminum with a thickness of 100-1000 angstroms and a second layer of aluminum with a thickness of 1000-3000 angstroms sequentially located on top of the cathodoluminescent layer. Moreover, the first layer of aluminum is formed by vacuum deposition of aluminum particles onto a film of organic material, previously deposited on a layer of cathodoluminophor and subjected to thermal decomposition after deposition of the said first layer of aluminum on it. The mentioned two layers of aluminum form, in fact, the reflective coating of the cathodoluminophor screen.

Известное техническое решение экрана катодолюминесцентного позволяет уменьшить негативное влияние механических напряжений, возникающих в процессе выжигания органической пленки, на алюминиевое покрытие.The known technical solution of a cathodoluminescent screen makes it possible to reduce the negative impact of mechanical stresses arising during the burning of an organic film on the aluminum coating.

Однако, известный экран катодолюминесцентный, ближайший аналог, имеет ряд недостатков. Так, из-за пористости нанесенной на катодолюминофор пленки органического материала, частицы напыляемого первым слоем алюминия попадают на катодолюминофор и химически взаимодействуют с ним, в результате чего происходит локальное тушение катодолюминофора, приводящее к деградации катодолюминесценции и, как следствие, к уменьшению светоотдачи экрана катодолюминофорного в целом.However, the known cathodoluminescent screen, the closest analogue, has a number of disadvantages. Thus, due to the porosity of the film of organic material deposited on the cathodoluminophor, particles of aluminum deposited in the first layer fall on the cathodoluminophor and chemically interact with it, resulting in local quenching of the cathodoluminophor, leading to degradation of cathodoluminescence and, as a consequence, to a decrease in the luminous efficiency of the cathodoluminophor screen. in general.

Вместе с этим, поскольку первый слой алюминия формируют очень тонким, с тем, чтобы обеспечить возможность удаления через данный первый слой продуктов разложения органической пленки, то в первом слое алюминия также имеются поры. Из-за высокой степени нагревания изготавливаемой сборки экрана катодолюминесцентного на этапе его обработки с целью разложения органической пленки, а также на последующем этапе высокотемпературного вакуумного обезгаживания экрана катодолюминесцентного перед его монтажом в вакуумный корпус ЭОП, пористость и дефектность первого слоя алюминия неизбежно увеличивается, в том числе, из-за его окисления продуктами разложения органической пленки. Увеличение размеров пор в первом слое алюминия и его дефектность способствуют тому, что частицы второго слоя алюминия на этапе его напыления проникают через поры первого слоя алюминия, также попадают на катодолюминофор и вызывают его локальное тушение. Возникающая из-за локального тушения катодолюминофора деградация катодолюминесценции приводит к появлению дефектов в виде темных точек на экранном изображении, а также, негативно влияет на светоотдачу экрана катодолюминесцентного в целом.At the same time, since the first layer of aluminum is formed very thin in order to allow the decomposition products of the organic film to be removed through this first layer, there are also pores in the first layer of aluminum. Due to the high degree of heating of the manufactured cathodoluminescent screen assembly at the stage of its processing for the purpose of decomposition of the organic film, as well as at the subsequent stage of high-temperature vacuum degassing of the cathodoluminescent screen before its installation in the vacuum housing of the image intensifier tube, the porosity and defectiveness of the first layer of aluminum inevitably increases, including , due to its oxidation by decomposition products of organic film. The increase in pore size in the first layer of aluminum and its defectiveness contribute to the fact that particles of the second layer of aluminum at the stage of its deposition penetrate through the pores of the first layer of aluminum, also fall on the cathodoluminophor and cause its local quenching. The degradation of cathodoluminescence that occurs due to local quenching of the cathodoluminescent phosphor leads to the appearance of defects in the form of dark dots on the screen image, and also negatively affects the light output of the cathodoluminescent screen as a whole.

Вместе с этим негативное воздействие сильного нагрева на упомянутом этапе вакуумного обезгаживания экрана катодолюминесцентного делает отражающее покрытие более дефектным и, как следствие, более прозрачным для света, что позволяет большему количеству обратного катодолюминофорного излучения проходить сквозь отражающее покрытие, не отражаясь от него. Это также уменьшает светоотдачу экрана катодолюминесцентного в целом и, тем самым, снижает яркость его свечения, а при использовании экрана катодолюминесцентного в электронно-оптическом преобразователе приводит к снижению частотно-контрастной характеристики ЭОП в целом.At the same time, the negative impact of strong heating at the mentioned stage of vacuum degassing of the cathodoluminescent screen makes the reflective coating more defective and, as a result, more transparent to light, which allows a larger amount of reverse cathodoluminescent radiation to pass through the reflective coating without being reflected from it. This also reduces the light output of the cathodoluminescent screen as a whole and, thereby, reduces the brightness of its glow, and when using a cathodoluminescent screen in an electron-optical converter, it leads to a decrease in the frequency-contrast characteristics of the image intensifier as a whole.

Проблема, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в улучшении характеристик экрана катодолюминесцентного, а также электронно-оптического преобразователя, в котором использован экран катодолюминесцентный.The problem to be solved by the claimed technical solution is to improve the characteristics of the cathodoluminescent screen, as well as the electron-optical converter in which the cathodoluminescent screen is used.

Указанная проблема решается тем, что экран катодолюминесцентный, содержащий прозрачную подложку и слой катодолюминофора, сформированный на поверхности упомянутой прозрачной подложки, а также тонкое покрытие, которое содержит первый слой алюминия и сформировано поверх слоя катодолюминофора, а также второй слой алюминия, который сформирован поверх упомянутого тонкого покрытия, причем упомянутое тонкое покрытие и второй слой алюминия сформированы посредством вакуумного напыления, при этом упомянутое тонкое покрытие сформировано посредством вакуумного напыления поверх временной пленки из органического материала, предварительно нанесенной на слой катодолюминофора и подвергнутой термическому разложению после формирования на ней упомянутого тонкого покрытия, согласно заявленному техническому решению упомянутое тонкое покрытие дополнительно содержит прозрачные для электронов первый пассивирующий слой и второй пассивирующий слой, причем первый пассивирующий слой сформирован из материала, химически инертного к алюминию и к материалу, образующему слой катодолюминофора, а второй пассивирующий слой сформирован из материала, химически инертного к алюминию, при этом содержащиеся в упомянутом тонком покрытии первый пассивирующий слой, первый слой алюминия и второй пассивирующий слой расположены в указанной последовательности в направлении от слоя катодолюминофора.This problem is solved by the fact that the cathodoluminescent screen contains a transparent substrate and a layer of cathodoluminescent phosphor formed on the surface of said transparent substrate, as well as a thin coating that contains a first layer of aluminum and is formed on top of the cathodoluminescent phosphor layer, as well as a second layer of aluminum that is formed on top of said thin coating, wherein said thin coating and a second layer of aluminum are formed by vacuum deposition, wherein said thin coating is formed by vacuum deposition on top of a temporary film of organic material previously applied to the cathodoluminophor layer and subjected to thermal decomposition after formation of said thin coating thereon, as claimed According to the technical solution, said thin coating additionally contains a first passivation layer and a second passivation layer, transparent to electrons, wherein the first passivation layer is formed from a material chemically inert to aluminum and to the material forming the cathodoluminophore layer, and the second passivation layer is formed from a material chemically inert to aluminum , wherein the first passivation layer, the first aluminum layer and the second passivation layer contained in said thin coating are located in the specified sequence in the direction from the cathodoluminophore layer.

Согласно заявленному техническому решению в экране катодолюминесцентном упомянутое тонкое покрытие, содержащее первый слой алюминия, сформировано посредством вакуумного напыления поверх временной пленки из органического материала, предварительно нанесенной на слой катодолюминофора и подвергнутой термическому разложению после формирования на ней упомянутого тонкого покрытия. При этом, поскольку содержащиеся в упомянутом тонком покрытии первый пассивирующий слой, первый слой алюминия и второй пассивирующий слой расположены в указанной последовательности в направлении от слоя катодолюминофора, то, в отличие от ближайшего аналога, первый слой алюминия с одной его стороны отделен от временной пленки из органического материала первым пассивирующим слоем, сформированным из материала, химически инертного к алюминию и к материалу, образующему слой катодолюминофора. При этом с другой стороны первый слой алюминия покрыт вторым пассивирующим слоем, сформированным из материала, химически инертного к алюминию и к материалу, образующему слой катодолюминофора.According to the claimed technical solution in a cathodoluminescent screen, the mentioned thin coating containing the first layer of aluminum is formed by vacuum deposition on top of a temporary film of organic material, previously applied to the cathodoluminescent layer and subjected to thermal decomposition after the formation of the mentioned thin coating on it. Moreover, since the first passivating layer, the first aluminum layer and the second passivating layer contained in the said thin coating are located in the specified sequence in the direction from the cathodoluminophor layer, then, unlike the closest analogue, the first aluminum layer on one side is separated from the temporary film of organic material by a first passivating layer formed from a material chemically inert to aluminum and to the material forming the cathodoluminophore layer. On the other hand, the first layer of aluminum is covered with a second passivating layer formed from a material that is chemically inert to aluminum and to the material forming the cathodoluminophor layer.

В процессе изготовления экрана катодолюминесцентного и при последующем его использовании для изготовления электронно-оптического преобразователя, такое решение позволяет, за счет наличия первого пассивирующего слоя, предотвратить взаимодействие напыляемого алюминия с катодолюминофором и обусловленное таким взаимодействием локальное тушение катодолюминофора.During the manufacturing process of a cathodoluminescent screen and its subsequent use for the manufacture of an electron-optical converter, this solution allows, due to the presence of the first passivating layer, to prevent the interaction of sprayed aluminum with the cathodoluminescent phosphor and the local quenching of the cathodoluminescent phosphor caused by such interaction.

В свою очередь предотвращение локального тушения катодолюминофора предотвращает деградацию катодолюминесценции, что, в свою очередь, устраняет дефекты в виде темных точек на экране катодолюминесцентном.In turn, preventing local quenching of the cathodoluminescent phosphor prevents degradation of cathodoluminescence, which, in turn, eliminates defects in the form of dark dots on the cathodoluminescent screen.

Таким образом, обеспечивается улучшение характеристики чистоты поля зрения экрана катодолюминесцентного, что является техническим результатом, достигаемым заявленным техническим решением экрана катодолюминесцентного.Thus, the characteristics of the purity of the field of view of the cathodoluminescent screen are improved, which is the technical result achieved by the claimed technical solution of the cathodoluminescent screen.

Также, устранение дефектов в виде темных точек на экране катодолюминесцентном способствует увеличению его светоотдачи.Also, eliminating defects in the form of dark dots on a cathodoluminescent screen helps to increase its light output.

Вместе с этим на этапе высокотемпературной обработки сборки экрана катодолюминесцентного с целью разложения пленки из органического материала, первый пассивирующий слой предотвращает взаимодействие первого слоя алюминия с продуктами разложения упомянутой органической пленки, а второй пассивирующий слой - с окружающей средой. Тем самым, предотвращается окисление алюминия в первом его слое и обусловленное таким окислением увеличение пористости и дефектности первого слоя алюминия.At the same time, at the stage of high-temperature treatment of the cathodoluminescent screen assembly for the purpose of decomposing the film of organic material, the first passivation layer prevents the interaction of the first aluminum layer with the decomposition products of the said organic film, and the second passivation layer with the environment. This prevents the oxidation of aluminum in its first layer and the resulting increase in porosity and defectiveness of the first layer of aluminum due to such oxidation.

Вместе с этим, первый слой алюминия, располагаясь между первым пассивирующим слоем и вторым пассивирующим слоем, препятствует их деформации и разрушению под воздействием сильного нагрева, тем самым, обеспечивается механическая прочность и целостность тонкого покрытия, достаточная для возможности напыления поверх него второго слоя алюминия.At the same time, the first layer of aluminum, located between the first passivation layer and the second passivation layer, prevents their deformation and destruction under the influence of strong heat, thereby ensuring the mechanical strength and integrity of the thin coating, sufficient for the possibility of spraying a second layer of aluminum on top of it.

Вместе с этим, очевидно, что первый пассивирующий слой и второй пассивирующий слой препятствуют распространению в отражающем покрытии окислительных разрушающих процессов, которым способствует сильное нагревание экрана катодолюминесцентного на упомянутом этапе его обезгаживания в вакууме. Тем самым уменьшается степень дефектности слоев алюминия и в целом отражающего покрытия экрана катодолюминесцентного (то есть, в целом многослойного покрытия, покрывающего слой катодолюминофора).At the same time, it is obvious that the first passivation layer and the second passivation layer prevent the spread of oxidative destructive processes in the reflective coating, which are facilitated by the strong heating of the cathodoluminescent screen at the mentioned stage of its degassing in a vacuum. This reduces the degree of defectiveness of the aluminum layers and the reflective coating of the cathodoluminescent screen as a whole (that is, the overall multilayer coating covering the cathodoluminescent phosphor layer).

В свою очередь, за счет уменьшения пористости и дефектности слоев алюминия и, в целом, отражающего покрытия экрана катодолюминесцентного, уменьшается способность последнего к светопропусканию (то есть, прозрачность), в том числе, к пропусканию катодолюминофорного излучения. Уменьшение прозрачности отражающего покрытия экрана катодолюминесцентного увеличивает количество катодолюминофорного излучения, направленного в сторону выходной поверхности экрана катодолюминесцентного. Тем самым, увеличивается яркость свечения экрана катодолюминесцентного, что является техническим результатом, достигаемым заявленным техническим решением экрана катодолюминесцентного.In turn, by reducing the porosity and defectiveness of the aluminum layers and, in general, the reflective coating of the cathodoluminescent screen, the latter’s ability to transmit light (that is, transparency), including the transmission of cathodoluminescent radiation, decreases. Reducing the transparency of the reflective coating of the cathodoluminescent screen increases the amount of cathodoluminescent radiation directed towards the output surface of the cathodoluminescent screen. Thus, the brightness of the cathodoluminescent screen increases, which is a technical result achieved by the claimed technical solution of the cathodoluminescent screen.

Также, заявленное техническое решение повышает значение частотно-контрастной характеристики (разрешающей способности) экрана катодолюминесцентного, что является техническим результатом, достигаемым заявленным техническим решением экрана катодолюминесцентного.Also, the claimed technical solution increases the value of the frequency-contrast characteristics (resolution) of the cathodoluminescent screen, which is the technical result achieved by the claimed technical solution of the cathodoluminescent screen.

Уменьшение прозрачности отражающего покрытия экрана катодолюминесцентного также уменьшает обратную оптическую связь экрана катодолюминесцентного с фотокатодом при работе экрана катодолюминесцентного в электронно-оптическом преобразователе. В результате, значение частотно-контрастной характеристики электронно-оптического преобразователя, в котором использован экран катодолюминесцентный по заявленному решению, также повышается.Reducing the transparency of the reflective coating of the cathodoluminescent screen also reduces the optical feedback of the cathodoluminescent screen with the photocathode when the cathodoluminescent screen is operated in an electron-optical converter. As a result, the value of the frequency-contrast characteristics of the electron-optical converter, which uses a cathodoluminescent screen according to the claimed solution, also increases.

Таким образом, указанные технические результаты, достигаемые заявленным техническим решением экрана катодолюминесцентного, решают проблему улучшения характеристик экрана катодолюминесцентного, а также электронно-оптического преобразователя, в котором использован экран катодолюминесцентный.Thus, the specified technical results achieved by the claimed technical solution of the cathodoluminescent screen solve the problem of improving the characteristics of the cathodoluminescent screen, as well as the electron-optical converter in which the cathodoluminescent screen is used.

Указанные технические результаты достигаются заявленным техническим решением экрана катодолюминесцентного при других равных с ближайшим аналогом характеристиках экрана. В частности, при том, что в заявленном экране катодолюминесцентном толщина отражающего покрытия (то есть суммарная толщина слоев, покрывающих слой катодолюминофора) не превышает таковую толщину в экране катодолюминесцентном, выполненном по техническому решению ближайшего аналога. Это обеспечено тем, что, в сравнении с ближайшим аналогом, дефектность и, значит, степень прозрачности отражающего покрытия, сформированного поверх слоя катодолюминофора, уменьшена.The specified technical results are achieved by the stated technical solution of the cathodoluminescent screen with other screen characteristics equal to those of the closest analogue. In particular, despite the fact that in the claimed cathodoluminescent screen the thickness of the reflective coating (that is, the total thickness of the layers covering the cathodoluminescent phosphor layer) does not exceed that in the cathodoluminescent screen, made according to the technical solution of the closest analogue. This is ensured by the fact that, in comparison with the closest analogue, the defectiveness and, therefore, the degree of transparency of the reflective coating formed on top of the cathodoluminophore layer is reduced.

С другой стороны, равные с ближайшим аналогом значения светопропускания отражающего покрытия экрана катодолюминесцентного становится возможным обеспечить отражающим покрытием, имеющим меньшую толщину в сравнении с отражающим покрытием у ближайшего аналога. В свою очередь, это позволяет уменьшить напряжение и величину тока в экранном промежутке электронно-оптического преобразователя, содержащего экран катодолюминесцентный, выполненный по заявленному техническому решению.On the other hand, it becomes possible to achieve light transmittance values of the reflective coating of a cathodoluminescent screen equal to those of the closest analogue with a reflective coating having a smaller thickness in comparison with the reflective coating of the closest analogue. In turn, this makes it possible to reduce the voltage and current in the screen gap of the electron-optical converter containing a cathodoluminescent screen made according to the stated technical solution.

В заявленном экране катодолюминесцентном первый пассивирующий слой может быть сформирован из оксида магния или диоксида кремния или оксида алюминия или диоксида циркония или оксида титана.In the claimed cathodoluminescent screen, the first passivation layer can be formed from magnesium oxide or silicon dioxide or aluminum oxide or zirconium dioxide or titanium oxide.

В заявленном экране катодолюминесцентном второй пассивирующий слой может быть сформирован из оксида магния или диоксида кремния или оксида алюминия или диоксида циркония или оксида титана.In the claimed cathodoluminescent screen, the second passivation layer can be formed from magnesium oxide or silicon dioxide or aluminum oxide or zirconium dioxide or titanium oxide.

В заявленном экране катодолюминесцентном тонкое покрытие может быть сформировано толщиной от 10 нм до 30 нм, а второй слой алюминия может быть сформирован толщиной от 30 нм до 60 нм.In the claimed cathodoluminescent screen, a thin coating can be formed with a thickness of 10 nm to 30 nm, and a second layer of aluminum can be formed with a thickness of 30 nm to 60 nm.

На фигуре 1 показан схематический вид в разрезе экрана катодолюминесцентного.Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a cathodoluminescent screen.

На фигуре 2 представлены графики частотно-контрастных характеристик экрана катодолюминесцентного, выполненного по заявленному техническому решению (график 1), и экрана катодолюминесцентного, выполненного по техническому решению ближайшего аналога (график 2).Figure 2 shows graphs of the frequency-contrast characteristics of a cathodoluminescent screen, made according to the stated technical solution (graph 1), and a cathodoluminescent screen, made according to the technical solution of the closest analogue (graph 2).

Экран катодолюминесцентный (фиг. 1) содержит прозрачную подложку 1, слой 2 катодолюминофора, первый пассивирующий слой 3, первый слой 4 алюминия, второй пассивирующий слой 5 и второй слой 6 алюминия.The cathodoluminescent screen (Fig. 1) contains a transparent substrate 1, a cathodoluminescent layer 2, a first passivating layer 3, a first aluminum layer 4, a second passivating layer 5 and a second aluminum layer 6.

Первый пассивирующий слой 3, первый слой 4 алюминия и второй пассивирующий слой 5 входят в состав тонкого покрытия 7.The first passivation layer 3, the first aluminum layer 4 and the second passivation layer 5 are included in the thin coating 7.

Тонкое покрытие 7 сформировано посредством последовательного напыления в вакууме пассивирующего слоя 3, первого слоя 4 алюминия и второго пассивирующего слоя 5 поверх временной пленки (на фигуре не показано) из органического материала, предварительно нанесенной на слой 2 катодолюминофора и подвергнутой термическому разложению после формирования на ней упомянутого тонкого покрытия 7.A thin coating 7 is formed by sequential vacuum deposition of a passivating layer 3, a first aluminum layer 4 and a second passivating layer 5 on top of a temporary film (not shown in the figure) made of organic material, previously deposited on the cathodoluminophor layer 2 and subjected to thermal decomposition after the formation of the aforementioned thin coating 7.

Второй слой 6 алюминия сформирован посредством вакуумного напыления алюминия поверх тонкого покрытия 7.The second aluminum layer 6 is formed by vacuum deposition of aluminum on top of a thin coating 7.

На фигуре 2 графики показывают, что в интервале значений пространственных частот от 30 штр./мм до 90 штр./мм контраст и, следовательно, значение частотно-контрастной характеристики изображения, полученного на выполненном по заявленному техническому решению экране катодолюминесцентном (график 1), на 5-7% выше контраста и, следовательно, значения частотно-контрастной характеристики изображения, полученного на экране катодолюминесцентном, выполненном по техническому решению ближайшего аналога (график 2).In figure 2, the graphs show that in the range of spatial frequencies from 30 lines/mm to 90 lines/mm, the contrast and, consequently, the value of the frequency-contrast characteristics of the image obtained on a cathodoluminescent screen made according to the stated technical solution (graph 1), 5-7% higher than the contrast and, consequently, the value of the frequency-contrast characteristics of the image obtained on a cathodoluminescent screen, made according to the technical solution of the closest analogue (graph 2).

Заявленное техническое решение экрана катодолюминесцентного реализуют следующим образом.The claimed technical solution for a cathodoluminescent screen is implemented as follows.

Известными способами из известных материалов, например, из стекла или стекловолокна, изготавливают прозрачную подложку 1 с предварительно заданными размерами и формой.Using known methods, a transparent substrate 1 with predetermined dimensions and shape is produced from known materials, for example, from glass or fiberglass.

На прозрачную подложку 1 любым известным способом наносят слой 2 катодолюминофора.A layer 2 of cathodoluminophore is applied to the transparent substrate 1 by any known method.

На открытой поверхности слоя 2 катодолюминофора формируют посредством, например, известного метода флотации, пленку из органического материала, например, из полибутилметакрилата.On the open surface of the cathodoluminophore layer 2, a film of organic material, for example polybutyl methacrylate, is formed by means of, for example, a known flotation method.

На поверхности пленки из органического материала вакуумным напылением формируют тонкое покрытие 7. Для этого в условиях вакуума посредством, например, метода электронно-лучевого испарения, напыляют в указанной последовательности слой 3 оксида магния, первый слой 4 алюминия, слой 5 диоксида кремния. Упомянутые слои 3, 4, 5 напыляют определенной толщиной, которую контролируют, например, резонансно-частотным методом.A thin coating 7 is formed on the surface of a film of organic material by vacuum deposition. To do this, under vacuum conditions, using, for example, the method of electron beam evaporation, a layer 3 of magnesium oxide, the first layer 4 of aluminum, a layer 5 of silicon dioxide are deposited in the indicated sequence. The mentioned layers 3, 4, 5 are sprayed with a certain thickness, which is controlled, for example, by the resonant frequency method.

Все три упомянутых слоя 3, 4 и 5 напыляют в одном процессе без извлечения заготовки экрана катодолюминесцентного на воздух.All three mentioned layers 3, 4 and 5 are sprayed in one process without removing the cathodoluminescent screen blank into air.

После формирования тонкого покрытия 7 осуществляют известным способом термическое разложение пленки из органического материала, например, на воздухе.After the thin coating 7 is formed, thermal decomposition of the film of organic material is carried out in a known manner, for example, in air.

Далее поверх тонкого покрытия 7 также вакуумным напылением формируют второй слой 6 алюминия заданной толщины.Next, a second layer 6 of aluminum of a given thickness is formed on top of the thin coating 7, also by vacuum deposition.

Изготовленный таким образом экран катодолюминесцентный перед его монтажом в вакуумный корпус электронно-оптического преобразователя подвергают термическому и электронному обезгаживанию в условиях высокого вакуума, после чего используют по назначению.The cathodoluminescent screen produced in this way, before its installation in the vacuum housing of the electron-optical converter, is subjected to thermal and electronic degassing under high vacuum conditions, after which it is used for its intended purpose.

В сравнении с изготовленными по техническому решению ближайшего аналога образцами экрана катодолюминесцентного, образцы экрана катодолюминесцентного, изготовленные в соответствии с заявленным техническим решением, показали:In comparison with cathodoluminescent screen samples manufactured according to the technical solution of the closest analogue, cathodoluminescent screen samples manufactured in accordance with the stated technical solution showed:

уменьшение степени пропускания светового потока (прозрачности) нанесенным поверх катодолюминофора отражающим покрытием до 0,05%, в сравнении с таковым показателем, равным 0,3%, у ближайшего аналога;reduction in the degree of transmission of the light flux (transparency) by a reflective coating applied on top of the cathodoluminophore to 0.05%, in comparison with that of 0.3% for the closest analogue;

увеличение яркости свечения экрана катодолюминесцентного на 3-5%;increase in the brightness of the cathodoluminescent screen by 3-5%;

увеличение показателя частотно-контрастной характеристики экрана катодолюминесцентного на 5-7% (фиг. 2).an increase in the frequency-contrast characteristics of a cathodoluminescent screen by 5-7% (Fig. 2).

При этом в образцах экрана катодолюминесцентного, изготовленных в соответствии с заявленным техническим решением, суммарная толщина отражающего покрытия была равной суммарной толщине отражающего покрытия в образцах экрана катодолюминесцентного, изготовленных в соответствии с техническим решением ближайшего аналога.Moreover, in cathodoluminescent screen samples manufactured in accordance with the stated technical solution, the total thickness of the reflective coating was equal to the total thickness of the reflective coating in cathodoluminescent screen samples manufactured in accordance with the technical solution of the closest analogue.

Таким образом, проблема улучшения характеристик экрана катодолюминесцентного, в том числе, при его использовании в электронно-оптическом преобразователе, была решена.Thus, the problem of improving the characteristics of a cathodoluminescent screen, including when used in an electron-optical converter, has been solved.

Claims

1. A cathodoluminescent screen containing a transparent substrate and a layer of cathodoluminescent phosphor formed on the surface of said transparent substrate, as well as a thin coating that contains a first layer of aluminum and formed on top of the cathodoluminescent phosphor layer, as well as a second layer of aluminum that is formed on top of said thin coating, and the said a thin coating and a second layer of aluminum are formed by vacuum deposition, wherein said thin coating is formed by vacuum deposition on top of a temporary film of organic material previously applied to the cathodoluminophor layer and subjected to thermal decomposition after formation of said thin coating thereon, characterized in that said thin the coating additionally contains a first passivation layer and a second passivation layer transparent to electrons, wherein the first passivation layer is formed from a material chemically inert to aluminum and to the material forming the cathodoluminophor layer, and the second passivation layer is formed from a material chemically inert to aluminum, while containing in said thin coating, the first passivation layer, the first aluminum layer and the second passivation layer are arranged in the specified sequence in the direction from the cathodoluminophor layer.

2. A cathodoluminescent screen according to claim 1, characterized in that the first passivation layer is formed from magnesium oxide or silicon dioxide or aluminum oxide or zirconium dioxide or titanium oxide.

3. A cathodoluminescent screen according to claim 1, characterized in that the second passivation layer is formed from magnesium oxide or silicon dioxide or aluminum oxide or zirconium dioxide or titanium oxide.

4. A cathodoluminescent screen according to claim 1, characterized in that a thin coating is formed with a thickness of 10 nm to 30 nm.

5. A cathodoluminescent screen according to claim 1, characterized in that the second layer of aluminum is formed with a thickness of 30 nm to 60 nm.