Способ формирования защитного покрытия в газоразрядном приборе
Авторы патента:
Изобретение относится к технологии формирования защитных покрытий в газоразрядных приборах. Способ формирования защитного покрытия в газоразрядном приборе, в частности в PDP (Plasma Display Panel), включает нанесение магний-ион содержащего электролита в органическом растворителе на защищаемую поверхность и последующий обжиг при температуре не более 450oС. Способ позволяет формировать оптически прозрачную тонкую пленку, повышающую эффективность свечения газоразрядного прибора (PDP) более чем на 10% за счет своей развитой поверхности, обуславливаемой образованием MgO в нескольких разных температурных диапазонах. 1 табл.
Изобретение относится к технологии формирования защитных покрытий в газоразрядных приборах.
Заявляемое изобретение может быть использовано для изготовления тонкопленочного защитного покрытия на слой диэлектрика в плазменных панелях (PDP-Plasma Display Panel) переменного тока. В PDP и других газоразрядных приборах используется покрытие из тонкой пленки MgO, наносимое на слой диэлектрика. Это покрытие выполняет две функции: - защиту диэлектрика от ионной бомбардировки благодаря пренебрежимому распылению MgO в низкотемпературной плазме газового разряда, - понижение напряжения зажигания плазмы благодаря высокому коэффициенту эмиссии вторичных электронов. PDP размером до 40 дюймов по диагонали уже находится на стадии серийного производства. В технологии PDP обычно используется вакуумное нанесение пленки MgO [1]. При такой технологии формируется тонкая (0,3-0,5 мкм) пленка MgO с гладкой поверхностью и приемлемыми эксплуатационными характеристиками: - долговечность более 10 000 часов, - напряжение зажигания до 250 V, - оптическая прозрачность до 96%. Однако вакуумные методы электронно-лучевого напыления и магнетронного распыления очень малопроизводительны, 5 - 30 пластин в сутки. При том, что стоимость одной единицы вакуумного оборудования лежит в пределах 2 - 10 миллионов долларов США. Поэтому переход к массовому производству PDP с такой технологией не привлекателен. Несравненно более дешевой технологией представляется формирование защитного покрытия MgO путем нанесения пасты MgO технологией масочной печати с последующим обжигом [2]. Паста содержит частицы MgO с размерами в диапазоне 0,2 - 0,5 мкм. Защитное покрытие, получаемое такой технологией, имеет шероховатую поверхность. Шероховатость обусловливает наличие острых вершин, углов и ребер, которые облегчают эмиссию вторичных электронов, тем самым понижая напряжение зажигания и повышая стабильность горения плазмы. Однако некоторая часть поверхности диэлектрика при необходимой толщине защитного покрытия ~ 0,3-0,5 мкм оказывается оголенной ввиду того, что покрытие представляет собой слой из частиц мелкодисперсного порошка MgO и имеются промежутки или каналы, по которым бомбардирующие ионы могут достичь поверхности диэлектрика и распылять его атомы. В результате значительно повышается напряжение зажигания и прибор выходит за пределы диапазона рабочих характеристик, что равносильно выходу его из строя. Можно значительно уменьшить вероятность непосредственной бомбардировки ионами поверхности диэлектрика, увеличением толщины защитного покрытия до 2 мкм [2] , т.е. многоэтажным наслоением частиц порошка MgO, превращающим каналы в непроходимый лабиринт для прямолинейных траекторий ионов. Но при этом недопустимо снижается оптическая прозрачность защитного покрытия. Наиболее близким по технической сущности является способ уменьшения проходимости каналов при незначительном увеличении толщины защитного покрытия путем его формирования в две операции: - формирование первого слоя частиц MgO, - формирование второго слоя частиц MgO с добавками окислов бария и гадолиния [3]. При второй операции нанесения промежутки между частицами MgO с первой операции заполняются малыми частицами MgO с добавками окислов бария и гадолиния со второй операции и образуются непроходимые каналы-лабиринты. В этом случае сохраняется развитая поверхность защитного слоя и требуемая долговечность прибора. Однако ввиду несплошности пленки, прозрачность ее составляет менее 85%, что не позволяет использовать такое покрытие на внутренней поверхности переднего, обращенного к зрителю стекла PDP. Кроме того, осуществление дополнительной операции формирования второго слоя фактически в два раза повышает стоимость технологии формирования защитного слоя, что не привлекательно для массового производства PDP. Задачи предполагаемого изобретения: 1. увеличение оптической прозрачности защитного покрытия до 90%, 2. минимизация стоимости технологии формирования защитного покрытия,3. повышение эффективности свечения прибора на 10-15%. Для решения поставленных задач предлагается способ формирования защитного покрытия в газоразрядном приборе, состоящий в нанесении на защищаемую поверхность слоя материала, формирующего пленку MgO при последующем его обжиге, отличающийся тем, что в качестве наносимого материала используется магний-ионсодержащий электролит в органическом растворителе. Задача 1 достигается тем, что используется не паста с готовым порошком MgO, а жидкий электролит, содержащий ионы Mg++, H+, CH3, COO-, OH-, NO3-, Cl- в органическом растворителе. При термической обработке такого электролита, нанесенного на поверхность диэлектрика, образуется тонкая пленка защитного покрытия MgO толщиной до 0,5 мкм и оптической прозрачностью до 90%. Задача 2 достигается тем, что электролит наносится на поверхность диэлектрика дешевой и производительной технологией (намазывание, окунание, разбрызгивание...) в одну операцию с последующим обжигом, т.е. формируется только один слой защитного покрытия. Задача 3 достигается тем, что защитное покрытие имеет очень развитую поверхность за счет образования MgO в разных температурных диапазонах, соответствующих выделению газообразных: вначале CO2, затем Cl2 и, наконец, NO3, что обусловливает образование извилистых микротрещин как вдоль поверхности покрытия, так и вглубь его, которые тем не менее из-за развитой извилистости образуют непроходимые для налетающих по прямолинейным траекториям ионов микроканалы-лабиринты. Известно, что эффективность свечения газоразрядных приборов зависит от состава рабочего газа и совершенства люминофора, а также отчасти от конструкции ячеек свечения. Из уровня науки и техники возможность повышения эффективности свечения газоразрядных приборов только за счет специального формирования очень тонкой (до 0,5 мкм) пленки защитного покрытия не известна, тем более когда речь идет об ощутимом повышении эффективности, превышающем 10%, причем при одновременном значительном удешевлении технологии формирования этого покрытия. Изобретение поясняется конкретными примерами. Электролиты изготавливались из ионообразующих исходных веществ;
A - Mg(CH3COO)2
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
B - Mg(NO3)2
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
C - MgCl2
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
в весовых соотношениях:
1. A:B:C=10:5:1
2. A:B:C=10:3:2
3. A:B:C=10:1:3
растворением в органическом растворителе, составлявшем до 95% вес. Были изготовлены 4 PDP с планарными размерами ячеек свечения 1,2 на 0,4 мм2 и межэлектродным расстоянием 60 мкм. На поверхности диэлектриков передних стекол были нанесены электролиты с вышеприведенными соотношениями компонентов соответственно: I-1, II-2, III-3. Далее они подвергались термической обработке по следующему режиму: повышение температуры от комнатной до 450 oC в течение 1 часа, выдержка при этой температуре в течение 20 минут и понижение температуры до комнатной в течение 1 часа. На переднее стекло PDP-IY была нанесена пленка MgO по стандартной технологии электронно-лучевого напыления. Были получены результаты при частоте импульсов поддерживающего напряжения 60 kHz, приведенные в таблице). Данные результатов испытаний показывают, что защитные покрытия по заявляемому изобретению по сравнению с защитным покрытием, формируемым стандартным электронно-лучевым напылением, дает:
- повышение яркости более чем на 10%
- повышение эффективности свечения более чем на 10%
- сравнимую долговечность. Напряжение же зажигания превосходит на ~ 13%. Однако этот недостаток легко ликвидируется уменьшением межэлектродного расстояния до 50 мкм, что не составляет затруднений при нынешнем уровне развития фотолитографической техники. Источники информации
1. Европатент Publication number: 0554172 A1, Application number: 9340021.5, Publication of applicatijn: 04.08.93
2. Amano et. All. SID 93 DIGEST p.592-595
3. Патент Японии N 62-09991 - прототипи
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Газонаполненный разрядник // 2120153
Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано при разработке высоковольтных газонаполненных искровых разрядников, например, для формирования и коммутации импульсов тока наносекундной длительности и большой амплитуды
Катодный узел // 2089661
Газоразрядный прибор с холодным катодом // 2089003
Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно к газоразрядным приборам с холодным, ненакаливаемым катодом, за рубежом называемым " псевдоискровыми" коммутаторами (pseudospark switch) и может быть использовано в различных импульсных устройствах
Изобретение относится к вакуумной плазменной технологии, предназначено для чистки и напыления на поверхность изделий тонкопленочных защитных или декоративных покрытий и может использоваться в машиностроении, микроэлектронике, легкой и других отраслях промышленности
Газонаполненный разрядник // 997131
Защитный газонаполненный разрядник // 686103
Коммутатор // 525376
Газоразрядная матрица // 434512
Многослойный листовой материал и его вариант // 2139793
Изобретение относится к многослойным листовым материалам на основе алюминия, применяемым для кровли зданий, в том числе куполов и крыш церквей и отделки их наружного и внутреннего интерьеров
Изобретение относится к области изготовления тонкопленочных покрытий, в частности к вакуумному нанесению прозрачных низкоэмиссионных покрытий методом реактивного магнетронного распыления на постоянном токе на прозрачные материалы, такие как стекла или полимерные пленки
Способ формирования износостойкого покрытия на поверхности изделий из конструкционной стали // 2131480
Изобретение относится к плазменной химико-термической обработке поверхности деталей и может быть использовано в машиностроении
Изобретение относится к области обработки металлов, в частности профилей из алюминиевых сплавов, и касается инструмента для экструзии профилей из алюминиевых сплавов
Изобретение относится к области осаждения диэлектрических пленок на металлические поверхности и может быть использовано для изоляции проводников различных датчиков, работающих в агрессивных и химически активных средах, для пассивации различных металлических поверхностей, а также при изготовлении волоконно-оптических заготовок с различными показателями преломления по их сечению и протяженных изделий с малым радиусом кривизны
Изобретение относится к изготовлению деталей газотурбинных двигателей, преимущественно авиационных, и может быть использовано для образования теплозащитных покрытий на деталях горячего тракта турбины
Изобретение относится к получению сверхтвердых износостойких покрытий в вакууме, а более точно к способу формирования углеродного алмазоподобного покрытия в вакууме
Способ получения пленки нитрида алюминия // 2113537
Способ нанесения плазменного покрытия // 2112075
Изобретение относится к нанесению покрытий из керамико-металлических порошков на детали
Способ нанесения многослойного износостойкого покрытия на изделия из железных и титановых сплавов // 2106429
Изобретение относится к энергетическому и транспортному машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости лопастей турбин и насосов, элементов двигателей и другого оборудования, процесс эксплуатации которых характеризуется одновременным воздействием различных видов износа (каплеударная и абразивная эрозия, различные виды коррозии, эрозия-коррозия, кавитация, повышенная агрессивность среды, повышенное трение)
Многослойный материал // 2141406
Изобретение относится к материалам, используемым при реставрации куполов, крестов, крыш храмов, внутренней отделки церквей, изготовлении "басмы", при изготовлении рекламы, а также в электротехнике для изготовления конденсаторов