Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1 ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЛЮМИНОФОРОВ ДЛЯ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ 12
1.1.Отечественная промышленность люминофоров 12
1.2. Производство и разработки люминофоров за рубежом в 60 и 70-е годы 17
1.2.1. Общие данные о состоянии и тенденциях развития производства и исследования люминофоров „17
1.2.2. Патентование люминофоров 27
1.3. Разработки зарубежных фирм в области люминофоров для телевидения 32
1.3.1. Кинескопы 32
1.3.2. Люминофоры для традиционного цветного телевидения 41
1.4. Тенденции развития зарубежных люминофоров для цветного телевидения в 80-е годы :; 47
1.5.Применение анализа развития зарубежных люминофоров для повышения качества отечественных люминофоров для цветного телевидения в 80-е годы 71
І.б.Качество отечественных люминофоров для цветного телевидения в 1985-1990 годах .82
Глава 2 РАЗВИТИЕ ЛАМПОВЫХ ЛЮМИНОФОРОВ 84
2.1.Состояние исследований в 1960-1970 годы 84
2.2.Разработки американских фирм в области ламповых люминофоров 88
2.3.Расширение областей применения люминесцентных ламп 92
2 АПатентная ситуация на мировом рынке ламповых люминофоров 94
2.5. Тенденции зарубежных исследований ламповых люминофоров в 70-80-е годы 107
2.6.Отечественные исследования в 80-е годы по развитию ламповых люминофоров 136
2.7. Состояние исследований и разработки ламповых люминофоров в конце 20-го века 144
Глава 3 РАЗВИТИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТОК РЕНТГЕНО-, ТЕРМО- И ЗЛЕКТРОЛЮМИНОФОРОВ 154
ЗЛ.Рентгенолюминофоры.,. 154
ЗЛЛ.Зарубежныерентгенолюминофорыв 60-е и 70е годы 154
3.1.2. Развитие отечественных рентгенолюминофоров 168
3.1.3.Перспективы развития рентгенолюминофоров 173
3.2.Термолюминофоры 174
3.2.1.Зарубежные термолюминофоры 174
3.2.2.Отечественные термолюминофоры 181
3.3.Электролюминофоры 183
3.3.1.Зарубежные электролюминофоры 183
3.3.2.Отечественные электролюминофоры 188
3.3.3.Перспективы развития электролюминофоров 192
Глава 4 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В НАЧАЛЕ XXI ВЕКА 194
4.1. Люминофоры для электронно-лучевых приборов ; 194
4.1.1. Люминофоры для традиционного цветного телевидения 194
4.1.2. Однолучевые кинескопы и люминофоры для них : 197
4.1.3. Люминофоры, изменяющие цвет свечения в зависимости от плотности тока 201
4.2. Люминофоры для люминесцентных ламп <. 203
4.3. Низковольтные като до люминофоры для вакуумных люминесцентных индикаторов 208
4.4.Люминофоры для газоразрядных индикаторных панелей 216
4.5.Хемилюминесцентные композиции 225
Глава 5 ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИСТОРИКО-НАУЧНОГО АНАЛИЗА В ОБЛАСТИ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И ЛЮМИНОФОРОВ 231
5.1.Наукометрический анализ информационных потоков по люминесценции 231
5.2.Система отраслевых обзоров как основной инструмент анализа и научно-технического прогнозирования 242
5.3.Возможности использования патентной информации при определении тенденций развития люминофоров .1 252
5.4.Банк стандартных справочных данных физико-химических свойств люминофоров...261 5.5.Алгоритм проведения научно-технического прогнозирования и информационного обеспечения 267
ВЫВОДЫ 280
ЛИТЕРАТУРА 288
Приложение 1. Письмо Научного совета по проблеме «Люминесценция и развитие ее применений в народном хозяйстве»;
«Генеральная цель научно-технической политики в области исследования катодо- и фотолюминофоров на период 1981-1985 год»;
«Задание на разработку прогноза развития отрасли на XI пятилетку» 315
Приложение 2. Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы 0042-82/76-80 «Составление обзоров о состоянии технического уровня производства в отрасли по профилю ВНИИ люминофоров в сопоставлении с передовыми достижениями мировой практики.
Разработка прогноза развития отрасли на XI пятилетку» 319
Приложение 3. Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы Н06818500140 «Исследовать состояние люминофоров в сопоставлении с передовыми достижениями отечественной и мировой практики с выдачей обзоров, докладов, справок аналитического контроля» 320
Приложение 4. Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы по разработке и ведению Банка стандартных справочных данных о физико- химических свойствах люминофоров 321
Введение к работе
Представленная работа содержит результаты историко-технических исследований развития зарубежных и отечественных разработок по созданию и усовершенствованию люминесцентных материалов для средств отображения информации во второй половине XX века и вытекающие из этого анализа перспективы их развития.
Исследования выполнены во ВНИИ люминофоров (реорганизованного в НПО «Люминофор», затем в ЗАО НПФ «Люминофор») в период с 1970 года по настоящее время. Значительная часть работ проводилась по заданию Министерства химической промышленности СССР, Научного Совета по люминесценции и развитию ее применений в народном хозяйстве АН СССР и Всесоюзного объединения «Союзреактив».
Актуальность проблемы. В шестидесятые-семидесятые годы прошлого века произошло становление отечественной промышленности люминофоров и развитие прикладных научных исследований в этой области. Люминофоры, высокочистые вещества, получаемые тонким неорганическим синтезом, без которых не может быть телевидения, люминесцентного освещения, различных систем светового отображения информации: радарных экранов, электроннолучевых трубок, компьютеров, буквенно-цифровых индикаторов, рентгенографии и других систем. От качества люминофоров, в первую очередь, зависят потребительские светотехнические характеристики приборов: яркость, цвет свечения, цветопередача, контрастность. Люминофоры определяют и срок службы приборов, количество потребляемой ими электроэнергии, значительно расширяют диапазон их применения.
Люминофоры широко применяются для охраны здоровья людей и предупреждения заболеваний. Это относится к люминесцентным рентгеновским экранам и термолюминесцентным детекторам ионизирующих излучений.
Отечественная промышленность люминофоров длительное время отставала от зарубежной по номенклатуре люминофоров, их качеству и областям применения, а отечественная наука уступала зарубежной по исследованию физико-химических свойств люминофоров и созданию широкой гаммы отечественных марок промышленных люминофоров. В первую очередь это отставание проявлялось в номенклатуре и качестве люминофоров для цветного телевидения и люминесцентного освещения. Да и сами эти потребляющие люминофоры отрасли - бытовая электроника, светотехника, только начинали наращивать свой промышленный потенциал. Поэтому, знание состояния, этапов и тенденций развития зарубежных исследований и промышленного производства люминофоров было крайне необходимым для определения перспективных направлений исследований и путей развития отечественной промышленности люминофоров.
Изучение деятельности ведущих зарубежных фирм, этапов и результатов их исследований в области физики, химии и технологии люминофоров, установление химического состава и параметров новых марок люминофоров и особенностей их применения, проведение анализа достигнутых в передовых странах результатов и тенденций их дальнейшего развития, применительно к условиям отечественного производства, существенно ускорило ликвидацию сложившегося отставания и способствовало улучшению параметров отечественных люминофоров и изделий с ними в кратчайшие сроки. Отсюда вытекает необходимость проведения историко-технического анализа развития исследований не только в области физики, химии и технологии люминофоров, но и в области качества и особенностей конструкции изделий с люминофорами: кинескопов, люминесцентных ламп, рентгеновских экранов и устройств отображения информации.
Ретроспективный анализ развития зарубежных исследований в области люминофоров является базой, которая позволила провести прогностическую оценку направленности отечественных исследований и более обоснованно определить сроки и пути достижения прогнозируемых результатов, а также способствовала стимулированию исследований по расширению применений люминесценции, поиску новых люминесцентных матриц, технологических приемов их синтеза.
Для осуществления историко-технического анализа в такой специфичной области знаний, какой является люминесценция и ее применения, необходимо создание специального инструментария для проведения информационного обеспечения такого анализа и применения его в разработке отраслевых научно-технических прогнозов и их практической реализации.
Цель работы - сбор, систематизация, обобщение, изучение историко-технических данных и выдача рекомендаций по развитию отечественных физико-химических исследований и качества люминесцентных материалов. В соответствии с поставленной целью основные этапы работы заключались в:
- определении отдельных этапов развития конструктивных особенностей зарубежных изделий с люминофорами и их влиянии на потребительские характеристики;
- проведении сопоставительного анализа изменения физико-химических свойств, качества отечественных и зарубежных катодо-, фото-, электро-, рентгено- и термолюминофоров, в первую очередь, люминофоров для цветного телевидения и люминесцентных ламп;
- разработке научно-технических прогнозов развития исследований по повышению качества отечественных люминофоров и создание в 1980-1985 гг. новых промышленных марок с параметрами, соответствующими мировому уровню качества.
Кроме того, решалась задача определения тенденций развития применения люминофоров и улучшения их качества в средствах отображения информации в начале XXI века.
Научная новизна работы.
В диссертационной работе:
- впервые в постановке автором сформулирована проблема изучения истории развития исследований и создания зарубежных и отечественных промышленных люминесцентных материалов, изменению их химического состава и параметров качества;
- показано поэтапное влияние изменения качества люминофоров и конструктивных особенностей кинескопов на основные потребительские характеристики телевизоров цветного изображения: яркость, светоотдачу, цветопередачу. Предложены пути повышения качества отечественных люминофоров и кинескопов;
- исследованы состояние и тенденции развития люминофоров для люминесцентных ламп, расширение областей их применения. Определены основные направления повышения качества ламп и отечественных люминофоров для них; s
- установлена преобладающая тенденция создания самых массовых телевизионных и ламповых люминофоров на основе соединений редкоземельных элементов, что значительно улучшает параметры изделий, расширяет области применения, но и увеличивает их стоимость;
- впервые, на основе анализа тенденций развития (15-ти летний период) люминофоров для средств отображения информации в передовых странах, в соответствии с Генеральной целью научно-технической политики в области люминофоров, выполнены среднесрочные нормативные прогнозы (упреждение 10 лет) отечественных исследований по совершенствованию качества люминофоров и изделий с ними, которые реализовывались в период 1980-1985 гг.;
- показано соответствие качественных параметров и номенклатуры отечественных люминофоров зарубежному уровню, достигнутых в 90-е годы XX века;
- на основании анализа предшествующего опыта сформулированы возможные направления развития различных классов и типов люминофоров для средств отображения информации (катодо-, фото-, рентгено- и электролюминофоров) в начале XXI века;
- рассмотрено развитие люминесцентных материалов для создания плоского телевизионного экрана;
- в качестве информационной основы для проведения историко- технического анализа и определения перспектив развития люминофоров разработана система обзорно-аналитических исследований, принципы создания и ведения Банка стандартных справочных данных физико-химических свойств і; люминофоров, а также алгоритм проведения таких исследований.
Практическая ценность данного исследования состоит в том, что:
- собраны научно-технические материалы о деятельности ведущих зарубежных фирм по разработке и созданию новых люминесцентных материалов, изменению конструктивных особенностей изделий с ними и улучшению их потребительских характеристик;
- литературный анализ изменения химического состава, улучшения качества зарубежных телевизионных и ламповых люминофоров позволил определить уровень отечественных исследований и способствовал выполнению тем НИР и ОКР по ликвидации имевшегося отставания;
- прогностические разработки (с упреждением 10 лет) по определению наиболее перспективных матриц люминофоров и активаторов для создания отечественных люминофоров с параметрами на уровне мировых достижений были использованы при принятии управленческих решений в 1980-1985 гг.; из 24-х нормативных прогнозных позиций не были осуществлены только две;
- стимулированы разработки многоцветных однолучевых люминофоров и хемилюминесцентных композиций;
- показано соответствие номенклатуры и качества отечественных люминофоров мировому уровню, достигнутые в 90-е годы;
- намечены перспективы развития в начале XXI века исследований по усовершенствованию и созданию новых люминофоров для люминесцентных ламп, низковольтных и газоразрядных устройств отображения информации;
- проведен анализ информационных потоков и выявлены наиболее информативные издания по люминесценции и люминофорам;
- создан Банк стандартных справочных данных физико-химических свойств люминофоров, в который введены данные о свойствах 10 промышленной марке люминофоров (из них 209 марок разработанных в СССР и России), которые использовались исследователями в повседневной работе;
- издан каталог «Люминесцентные материалы и особо чистые вещества»;
- создан фонд изобретений и патентов на люминофоры;
- подготовлены обзоры о состоянии зарубежной промышленности люминофоров, производственной и научной деятельности ведущих фирм мира в области люминофоров и изделий с ними, которые издавались НИИТЭХИМом в серии «Люминофоры и особо чистые вещества».
На защиту выносятся следующие основные положения:
1.Проведен анализа тенденций развития зарубежных люминофоров для средств отображения информации во второй половине XX века и установлено, что основными из них являются следующие:
- влияние изменения конструктивных особенностей кинескопов, люминесцентных ламп в сочетании с улучшением качества люминофоров, основного оптического элемента данных устройств, на потребительские характеристики этих изделий;
- в целях повышения характеристик люминофоров интенсивно развертывались процессы создания и развития новых типов люминесцентных соединений для средств отображения информации.
2.Осуществлено обоснование выполненных автором исследовательских и нормативных научно-технических прогнозов развития люминофоров на период 1980-1985 годы (упреждение 10 лет), которые использовались в практике отечественных научно-технических исследований, и проведена их историческая верификация, показавшая, что в большинстве случаев прогнозы сбылись.
3.Совокупность полученных в диссертации данных, подтверждает соответствие качественных параметров отечественных люминофоров, достигнутых в конце XX века, лучшим зарубежным образцам.
4.Выявлены тенденции отечественных исследований по улучшению и разработке люминофоров в начале XXI века, из которых основной является тенденция создания эффективных люминофоров для плоского экрана телеприемника на основе вакуумных люминесцентных индикаторов и газоразрядных плазменных индикаторных панелей.
5.Разработана методология информационного обеспечения историко-технических исследований и прогнозирования в области люминофоров, включающая систему отраслевых обзоров, принципы создания Банка стандартных справочных данных физико-химических свойств люминофоров и алгоритм проведения этих исследований. Показано, что эта методология позволяет проводить сбор, систематизацию и обобщение достоверных данных об истории, состоянии, и тенденциях развития исследований в области люминофоров, особо чистых материалов и изделий с ними.
6.Использование результатов исследований в практических целях позволило сделать вывод о необходимости систематического проведения историко-технического анализа развития люминофоров и их применения.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и приложений. Работа изложена на 314 листах машинописного текста, включает 44 таблицы, 33 рисунка и четыре приложения на 7 листах. Список цитируемых источников составляет 405 наименований, в том числе 187 на иностранных языках. Основные результаты изложены в 62 статьях, обзорах, тезисах докладов, каталогах и одной монографии.
