Катодохромные материалы 1 2 Химическая основа катодолюминофоров технология

Катодохромные материалы 1. 2. Химическая основа катодолюминофоров, технология приготовления. Катодолюминофоры временного действия, - для светящихся красок, для ИК-излучения.

КАТОДОЛЮМИНОФОРЫ n По масштабам мирового производства катодолюминофоры занимают второе место после ламповых люминофоров. Наибольшее значение среди них имеют люминофоры, применяемые в кинескопах для черно белого и цветного телевидения. Кроме того, большое военное (и промышленное) значение имеют люминофоры, предназначенные для радиолокационных установок (люминофоры с длительным послесвечением), и малоинерционные люминофоры для экранов электронно оптических преобразователей. Некоторые катодолюминофоры используют в измерительной технике — в различного рода электронно лучевых трубках.

n Такое большое разнообразие областей применения катодолюминофоров естественно привело к тому, что их основой служат различные химические соеди нения. Однако наибольшее значение имеют сульфиды, которые используют в кинескопах черно белого и цветного телевидения, а также в радиолокации. Далее идут силикатные люминофоры, применяемые в осциллографических трубках и проекционных кинескопах; окисные люминофоры с коротким после свечением, нашедшие применение в трубках с бегущим лучом, и наконец, фторидные люминофоры с большой длительностью послесвечения и используемые в радиолокационных трубках.

n n В последнее время все более широкое применение находят редкоземельные катодолюминофоры, в первую очередь YV 04 • Eu, Y 203 • Eu и Y 202 • S • Eu, которые служат в качестве красной компоненты при изготовлении цветных электронно лучевых трубок. Длительное время для этой цели использовали фосфат цинка, активированный Мn. На рис. 1 изображена электронно лучевая трубка. Трубка откачана до остаточного давления порядка 0, 133 Па (10 5 мм рт. ст. ). Основные элементы трубки: электронный прожектор, создающий пучок электронов, фокусирующие и отклоняющие системы и люминесцирующий экран. Источником электронов служит подогреваемый изнутри никелевый цилиндр (катод), покрытый слоем термоэмитирующего вещества.

Рис. 1. Принципиальная схема устройства электронно – лучевой трубки: 1 – нить накала; 2 – катод; 3 – управляющий электрод; 4 – первый анод; 5 - ускоряющий электрод; 6 — второй анод; 7 — проводящее покрытие; 8 — катушки вертикального отклонения; 9 — катушки горизонтального отклонения; 10 — электронный пучок; 11 —слой люминесцирующего вещества (экран трубки).

n Испускаемые с катода электроны при помощи системы ускоряющих и управляющих электродов * приобретают необходимую скорость и стягиваются в узкий пучок, направляемый на экран, покрытый слоем люминофора определенной (оптимальной) толщины. С целью повышения яркости и контрастности изображения, а также для уменьшения влияния вторичной эмиссии, экраны часто металлизируют. В трубках, дающих цветное изображение (рис. 2), применяют мозаичное люминофорное покрытие в виде набора мель чайших, расположенных по углам треугольника, точек (из люминофоров с крас ным, синим и зеленым свечением). Эти разноцветные точки раздельно возбуждаются электронным пучком (одним или тремя, в зависимости от конструкции трубки), проходящим сначала через теневую маску — металлическую пластинку с круглыми отверстиями, число которых равно числу элементов цветного изображения.

Рис. 2. Принципиальная схема устройства электронно-лучевой трубки с трехцветным мозаичным экраном: 1 — три электронных прожектора с электростатической фокусировкой; 2 — общая отклоняющая система; 3 — теневая маска; 4—в — элементы «синего» , «зеленого» и «красного» люминофоров (сильно увеличены).

n n n Диаметр отверстий маски составляет — 0, 3 мм, таков же размер цветных люминофорных точек; общее число точек на экране превышает миллион. Результирующий цвет изображения определяется соотношением яркости отдельных светящихся точек. Возбуждение люминофоров электронным пучком — сложный процесс, в ко тором различают следующие стадии: Проникновение электронов в кристаллическую решетку люминофора и образование в ней в результате неупругих столкновений каскада в т оричных электронов, часть из которых теряется в результате вторичной эмиссии; Возбуждение электронами центров люминесценции; Выделение поглощенной энергии в вцде излучательных (люминесценция) Или безизлучательных (потеря энергии на нагревание люминофора) переходов; соотношение между вероятностями этих переходов с учетом потери первичных и вторичных электронов в результате вторичной эмиссии характеризует эффективность люминофора; по оценке Левщина, потери энергии на отражение и рассеяние электронов составляют не более 5%.

Отметим следующие особенности катодного возбуждения: электроны проникают в люминофоры на небольшую глубину (1— 5 мкм при энергии 10— 40 кэ. В), что приводит к увеличению в люминесценции роли поверхностных слоев люминофора и повышению плотности возбуждения; это, в свою очередь, влияет на люминесцентные характеристики люминофоров, а также способствует заметному их разогреванию; люминофор поглощает энергию катодных лучей неселективно, причем поглощение происходит не на. центрах люминесценции, а в кристаллической решетке в целом.