專利名稱：等離子顯示屏保護膜材料性能測試方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種材料的性能測試方法及裝置，尤其是一種等離子顯示屏 用材料的性能測試方法及裝置，具體地說是一種等離子顯示屏保護膜材料性 能測試方法及系統。
技術背景目前，在等離子顯示屏(PDP)中，被密封在分別具有掃描電極和尋址電 極的前后基板中的惰性放電氣體被電離成等離子體，在此電離過程中放電氣 體被激發發射出紫外線，并且紫外線激發在特定位置放置的熒光粉發射可見 光。通常情況下，電極表面要形成電介質膜，起維持氣體放電和絕緣作用。當電極間被施加交流電壓時，放電氣體被電離形成等離子體，陽離子會 射向電極側，為了不使電介質層被陽離子破壞，在電介質層表面需要形成一 層保護膜。這層保護膜需要有高的耐濺射性以長時間保護電介質膜，同時這 層保護膜材料還需要有較高二次電子發射系數，以提供初始放電的二次電子。早期所使用的保護膜材料通常為Mg0薄膜，隨著PDP技術的發展，對PDP 的亮度、壽命都提出了更高的要求。若提高放電氣體中Xe氣體的比例，可以 有效的提高亮度，但會使放電電壓提升，提高驅動電路的規格成本，同時由 于陽離子轟擊保護膜的能量增大使保護膜耐濺射性下降而直接影響壽命。為 了提高保護膜的性能，對保護膜材料的研究進一步深入，需要尋找一種比Mg0 有更高的電子發射性能和耐濺射性能的材料。為了測試材料的電子發射性能，通常使用強度很高單色性很好的極紫外 光照射保護膜材料來激發電子發射，而該種能量是以某種特定波長的紫外波 長形式發射出來，該波長只與被測試的材料有關，因此通過測量這一特定波 長下能量強度可以分析此種材料的電子發射性能。但是，產生單色性好強度高的紫外光源十分昂貴，而且被測試的保護膜材料在這種紫外光下激發出的 電子能量也相對較低，需要有十分靈敏的光電傳感器來接收，因而所得到的 信號噪音也會很大，甚至會超過受激輻射信號本身強度，而且這種測試不是 對保護膜材料進行原位測試，即被測試的材料并非即將用來制備保護膜的材 料。因為所有的適用于等離子顯示屏保護膜的材料在空氣中會迅速與水和二 氧化碳反應變質，因此，用紫外光激發方法測試的材料樣品與實際制備保護 膜的材料或多或少都會有成分和結構上的不同。 發明內容本發明的目的是針對目前對等離子顯示屏保護膜材料的電子發射性能測 試方法對測試設備和分析儀器要求過高，且信號噪音過大，以及不能夠進行 原位測試等一系列問題，發明一種對激發光源設備要求不高，并可使用普通 光譜分析儀進行原位測試的等離子顯示屏保護膜材料性能測試方法及系統。 本發明的技術方案是一種等離子顯示屏保護膜材料性能測試方法，其特征是首先將待測試保 護膜置于電子束蒸發鍍膜機的真空室中的柑堝中，其次，用電子槍發射的高 能電子束激發被置于坩堝中的保護膜材料使其發射特定波長的紫外線，第三， 用光纖通過一個紫外線收集窗口收集該紫外線并傳輸到光譜分析儀上，最后， 由光譜分析儀將測試結果進行分析并輸出。所述的電子槍的電子束發射功率可調，它既可以作為測試用激發光源， 也可以作為蒸發鍍膜加熱源。所述的真空室的壓強低于1X10—3Pa。所述的光譜分析儀為CCD傳感器光譜儀或是光電倍增管傳感器光譜儀， 其在波長400nm下靈敏度大于130光子。一種等離子顯示屏保護膜材料性能測試系統，.包括電子束蒸發鍍膜機真 空室1和安裝在真空室1中的電子槍2、水冷坩堝4，被測試材料5置于水冷 坩堝4中，其特征是在所述的真空室中還安裝有紫外光采集頭8，該紫外光 采集頭8通過穿過真空室1室壁的紫外線傳輸光纖7與光譜分析儀12的輸入 口相連，光譜分析儀12連接有輸出裝置13。所述的紫外光采集頭8包括不銹鋼光纖外護套14、石英玻璃窗9、石英 玻璃凸透鏡10、窗口壓帽11、氟橡膠密封圈16、氟化鎂玻璃保護片17以及 保護片的彈簧卡箍18，光纖外護套14的一端正對電子束3的反射線方向， 另一端內焊在真空室1的內壁預留孔15上；光纖外護套14由透鏡安裝部20 和光纖保護部19組成，透鏡安裝部20內壁設有氟橡膠密封圈密封槽201、 石英玻璃凸透鏡定位臺階202以及光纖末端定位臺階203;透鏡安裝部20外 壁設有與窗口壓帽11內壁螺紋相配的外螺紋，窗口壓帽11內設有氟橡膠密 封圈密封槽110并通過彈簧卡箍18固定安裝有氟化鎂玻璃保護片17，石英 玻璃窗口 9位于窗口壓帽11中、石英玻璃凸透鏡IO和所述的氟化鎂玻璃保 護片17之間；所述的石英玻璃凸透鏡10定位于石英玻璃凸透鏡定位臺階202 和石英玻璃窗口 9之間，氟橡膠密封圈161位于氟橡膠圈密封槽201內并壓 在石英玻璃窗口 9上，氟橡膠密封圈162安裝于密封槽110中。本發明的有益效果本發明可大大降低對激發光源設備的要求，并可使用普通光譜分析儀進 行原位測試。本發明利用常用的電子束蒸發真空鍍膜機，用蒸發用電子槍(發射低束 流電子束作為激發光源，可以通過調整電子槍發射功率控制激發光源的發射 強度，被測試的保護膜材料直接放置在蒸發用水冷坩堝中，真空室內壓強低 于1X10—3Pa，因此保護膜材料與蒸發材料狀態相同，達到了原位測試的效果。本發明使用一個置于真空系統中的紫外光采集窗口來收集保護膜材料受 激輻射的紫外光。包括使用紫外波長區傳輸率超過99%的光纖來傳輸保護 膜材料所發射的紫外光，同時為了避免紫外光被玻璃窗口吸收減弱，真空密 封用的玻璃窗口使用石英玻璃或氟化鎂玻璃材料，同時在窗口與光纖頭之間 安裝同樣由石英玻璃或氟化鎂玻璃制成的凸透鏡以加強紫外光信號，該凸透 鏡入射面緊貼窗口內面，光纖頭端面圓心放置于透鏡焦點處，光纖、透鏡及 窗口都安裝定位于一段不銹鋼管內，該鋼管穿過并焊接在真空室內壁上，玻 璃窗口處的真空密封可以采用氟橡膠密封，也可以采用可閥密封。本發明使用CCD傳感器光譜儀或光電倍增管傳感器光譜儀分析保護膜材料的受激輻射紫外光。因為電子束能量遠大于紫外燈照射能量，保護膜材料 在電子束轟擊下受激發射的紫外光也遠大于紫外光源照射下的受激輻射，所以本發明不需要高靈敏度的傳感器，即使使用靈敏度較低的CCD傳感器光譜 儀也可以分析出有效的光譜。總之，本發明具有方法簡單易行，裝置結構簡單，易于制造。
圖1是本發明的測試系統結構示意圖。 圖2是本發明的紫外線采集頭的立體結構分解圖。 圖3是圖2的A-A剖視圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。 如圖1、 2、 3所示。一種等離子顯示屏保護膜材料性能測試方法，首先將待測試保護膜置于 電子束蒸發鍍膜機的真空室中的坩堝中，其次，用電子槍發射的高能電子束 激發被置于坩堝中的保護膜材料使其發射特定波長的紫外線，第三，用光纖 通過一個紫外線收集窗口收集該紫外線并傳輸到光譜分析儀上，最后，由光 譜分析儀將測試結果進行分析并輸出(可采用計算機作為輸出設備，也可采 用打印機直接打印輸出)。具體實施時電子槍的電子束發射功率可調，它既可 以作為測試用激發光源，也可以作為蒸發鍍膜加熱源，真空室的壓強低于1 X 10—3Pa，所述的光譜分析儀可采用CCD傳感器光譜儀或是光電倍增管傳感器 光譜儀，其在波長400函下靈敏度大于130光子。一種等離子顯示屏保護膜材料性能測試系統，包括電子束蒸發鍍膜機真 空室1和安裝在真空室1中的電子槍2、水冷坩堝4，被測試材料5置于水冷 坩堝4中，在所述的真空室中還安裝有紫外光采集頭8，該紫外光采集頭8 通過穿過真空室1室壁的紫外線傳輸光纖7與光譜分析儀12的輸入口相連， 光譜分析儀12連接有輸出裝置13 (如計算機)。如圖1所示。其中紫外光采集頭8包括不銹鋼光纖外護套14、石英玻璃窗9、石英玻璃凸透鏡10、窗口壓帽11、氟橡膠密封圈16、氟化鎂玻璃保護片17以及保護片 的彈簧卡箍18，光纖外護套14的一端正對電子束3的反射線方向，另一端 內焊在真空室1的內壁預留孔15上;光纖外護套14由透鏡安裝部20和光纖 保護部19組成，透鏡安裝部20內壁設有氟橡膠密封圈密封槽201、石英玻 璃凸透鏡定位臺階202以及光纖末端定位臺階203;透鏡安裝部20外壁設有 與窗口壓帽11內壁螺紋相配的外螺紋，窗口壓帽11內設有氟橡膠密封圈密 封槽110并通過彈簧卡箍18固定安裝有氟化鎂玻璃保護片17,石英玻璃窗 口 9位于窗口壓帽11中、石英玻璃凸透鏡IO和所述的氟化鎂玻璃保護片17 之間;所述的石英玻璃凸透鏡10定位于石英玻璃凸透鏡定位臺階202和石英 玻璃窗口 9之間，氟橡膠密封圈161位于氟橡膠圈密封槽201內并壓在石英 玻璃窗口9上，氟橡膠密封圈162安裝于密封槽110中。如圖2、 3所示。 詳述如下參照圖1，依據本發明實施例的等離子顯示屏保護膜材料性能測試平臺， 包括電子束蒸發鍍膜機真空室1內裝備有電子槍2，電子槍2下方裝備有 水冷坩堝4，水冷坩堝4內放置作為等離子顯示屏保護膜材料的MgO晶體5， 在水冷坩堝4上方的左側安裝紫外光采集窗口 8，紫外傳輸光纖7連接CCD 型傳感器光譜儀12和紫外光采集窗口8，光譜儀12直接連接到PC13上，輸 出光譜曲線。具體實施時，調整電子槍2的輸出功率，使其發射的電子束3不至于使 保護膜材料5開始蒸發，但可以使其被激發發射紫外光6，根據保護膜材料5 的成分不同，電子束3的束流大小在20mA至40mA間變化。當保護膜材料5 被激發發射紫外線8時，將光纖7插入到紫外光收集窗口8中，同時連接到 光譜儀12上，光譜儀12通過PC13輸出光譜圖。參照圖2和圖3，紫外光采集窗口8包括不銹鋼光纖外護套14、石英玻 璃窗口 9、石英玻璃凸透鏡10、窗口壓帽11、氟橡膠密封圈16、氟化鎂玻璃 保護片17以及保護片的彈簧卡箍18。安裝時，將光纖外護套14調整到合適 角度使其一端正對電子束3的反射線方向，調整完畢后將另一端內焊在真空 室1的內壁預留孔15上。光纖外護套14分為透鏡安裝部20和光纖保護部19，透鏡安裝部20制 作完成后于光纖保護部19焊接密封。透鏡安裝部20內壁有氟橡膠密封圈密封槽201、石英玻璃凸透鏡定位臺 階202以及光纖末端定位臺階203，這兩個臺階用以保證凸透鏡焦平面與光 纖末端面重合；透鏡安裝部20外壁有螺紋，用于和窗口壓帽11內壁螺紋鎖 緊提供真空密封的壓力。窗口壓帽ll內有氟橡膠密封圈密封槽110，外有一 個通過彈簧卡箍18固定的氟化鎂玻璃保護片17用以保護石英玻璃窗口 9不 被蒸發的保護膜材料污染。安裝透鏡安裝部20時，先將石英玻璃凸透鏡10定位于石英玻璃凸透鏡 定位臺階202上，再安裝氟橡膠密封圈161于氟橡膠圈密封槽201內，石英 玻璃窗口 9壓在氟橡膠密封圈161上，將氟橡膠密封圈162安裝于密封槽110 內后，窗口壓帽ll通過螺紋鎖緊，完成真空密封。如上所述，采用本發明可以在利用較簡單的設備的情況下進行等離子顯 示屏保護膜材料的電子發射性能的測量，并且可以達到較高的信噪，同時也 可以滿足原位測量的要求。本發明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
權利要求
1、一種等離子顯示屏保護膜材料性能測試方法，其特征是首先將待測試保護膜置于電子束蒸發鍍膜機的真空室中的坩堝中，其次，用電子槍發射的高能電子束激發被置于坩堝中的保護膜材料使其發射特定波長的紫外線，第三，用光纖通過一個紫外線收集窗口收集該紫外線并傳輸到光譜分析儀上，最后，由光譜分析儀將測試結果進行分析并輸出。
2、 根據權利要求1所述的等離子顯示屏保護膜材料性能測試方法，其特征是所述的電子槍的電子束發射功率可調，它既可以作為測試用激發光源，也可 以作為蒸發鍍膜加熱源。
3、 根據權利要求1所述的等離子顯示屏保護膜材料性能測試方法，其特征是 所述的真空室的壓強低于1Xl(TPa。
4、 根據權利要求1的等離子顯示屏保護膜材料性能測試方法，其特征是所述 的光譜分析儀為CCD傳感器光譜儀或是光電倍增管傳感器光譜儀，其在波長 400nm下靈敏度大于130光子。
5、 一種等離子顯示屏保護膜材料性能測試系統，包括電子束蒸發鍍膜機真空 室(1)和安裝在真空室(1)中的電子槍(2)、水冷坩堝(4)，被測試材料(5)置于水冷坩堝(4)中，其特征是在所述的真空室中還安裝有紫外光采 集頭(8)，該紫外光采集頭(8)通過穿過真空室(1)室壁的紫外線傳輸光 纖(7)與光譜分析儀(12)的輸入口相連，光譜分析儀(12)連接有輸出裝 置(13)。
6、 根據權利要求5所述的等離子顯示屏保護膜材料性能測試系統，其特征是 所述的紫外光采集頭(8)包括不銹鋼光纖外護套(14)、石英玻璃窗(9)、 石英玻璃凸透鏡(10)、窗口壓帽(11)、氟橡膠密封圈(16)、氟化鎂玻璃保 護片(17)以及保護片的彈簧卡箍(18)，光纖外護套(14)的一端正對電子 束(3)的反射線方向，另一端內焊在真空室(1)的內壁預留孔(15)上； 光纖外護套(14)由透鏡安裝部(20)和光纖保護部(19)組成，透鏡安裝 部(20)內壁設有氟橡膠密封圈密封槽(201)、石英玻璃凸透鏡定位臺階(202)以及光纖末端定位臺階(203);透鏡安裝部(20)外壁設有與窗口壓帽(11) 內壁螺紋相配的外螺紋，窗口壓帽(11)內設有氟橡膠密封圈密封槽(110) 并通過彈簧卡箍(18)固定安裝有氟化鎂玻璃保護片(17)，石英玻璃窗口(9) 位于窗口壓帽(11)中、石英玻璃凸透鏡(10)和所述的氟化鎂玻璃保護片 (17)之間；所述的石英玻璃凸透鏡(10)定位于石英玻璃凸透鏡定位臺階 (202)和石英玻璃窗口 (9)之間，氟橡膠密封圈(161)位于氟橡膠圈密封 槽(201)內并壓在石英玻璃窗口 (9)上，氟橡膠密封圈(162)安裝于密封 槽(110)中。
全文摘要
本發明針對目前等離子顯示屏保護膜材料電子發射性能測試方法對設備要求過高，價格過于昂貴且信噪比不高等問題，公開了一種等離子顯示屏保護膜材料性能測試方法及系統，它包括在電子束蒸發鍍膜機的真空室(1)中用電子槍(2)發射高能電子束(3)轟擊置于水冷坩堝(4)中的保護膜材料(5)，使其發射出特定波長的紫外光(6)，紫外傳輸光纖(7)通過一個紫外光采集窗口(8)收集該紫外光(5)，并傳輸至光譜分析儀(12)上，由光譜分析儀(12)連接的個人電腦(13)給出當前材料的電子束激發光譜，從而分析該材料性能。本發明具有方法可靠，結構簡單，有利于降低測試成本。
文檔編號G01N23/22GK101236165SQ20081001864
公開日2008年8月6日 申請日期2008年3月7日 優先權日2008年3月7日
發明者孫青云, 雄 張, 朱立鋒, 林青園, 王保平 申請人:南京華顯高科有限公司