KR20030026807A - 굴절률이 개선된 비디오 디스플레이 스크린을 위한 정전기방지/반사 방지코팅 - Google Patents

굴절률이 개선된 비디오 디스플레이 스크린을 위한 정전기방지/반사 방지코팅 Download PDF

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중화 픽쳐 튜브즈, 리미티드
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Abstract

음극선관(CRT)와 같은 비디오 디스플레이 장치의 유리 디스플레이 스크린의 외부 표면에 대한 이층 코팅은 내부 정전기 방지층 및 외부 반사 방지층을 포함한다. 외부 반사 방지층은 실리카를 포함하며 굴절률의 범위가 1.4 내지 1.5이다. 내부 층은 유리 디스플레이 스크린상에 정전기 전하를 분산하기 위해서 높은 전기적 전도도를 제공하는 카본 블랙 분말 입자를 포함한다. 내부 층은 정전기 방지 용액 내에서 카본 블랙 입자를 분산하기 위해서, 글리콜과 같은 표면 활성제를 더 포함한다. 높은 전도도를 유지하면서 유리 디스플레이 스크린으로부터 광 반사를 감소시키기 위한 목적으로, 내부 층의 굴절률을 그 전형적인 값 보다 큰 값, 즉 1.5 내지 2.0으로 증가시키기 위해서, ZnO2, ZnO, ZnS 또는 TiO2, 또는 그들의 결합이 내부 정전기 방지층에 첨가되어 광학적으로 그리고 전기적으로 바람직한 특성을 갖는 안정된 용액을 제공하게 된다.

Description

굴절률이 개선된 비디오 디스플레이 스크린을 위한 정전기 방지/반사 방지 코팅{ANTISTATIC/ANTIREFLECTIVE COATING FOR VIDEO DISPLAY SCREEN WITH IMPROVED REFRACTIVITY}
본 발명은 일반적으로 음극선관(CRT)과 같은 자기 방출 컬러 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 광학 특성이 개선된 내부 정전기 방지층과 외부 반사 방지층을 포함하는 자기 방출 컬러 디스플레이 장치의 디스플레이 스크린의 외부 표면에 대한 이층 코팅에 관한 것이다.
CRT형과 같은 자기 방출 디스플레이 장치는 그러한 장치의 디스플레이 스크린의 내부 표면에 배치된 형광 소자에 높은 에너지의 전자로 충격을 가해서 비디오 영상을 발생한다. 컬러 디스플레이 장치에서, 형광체 소자는 세 개의 그룹으로 구별되는데, 각 그룹은 에너지를 갖는 전자가 충돌할 때 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 중 하나를 방출한다.
보통은, 내부 정전기 방지층 및 통상 실리카를 함유하고 있는 외부 반사 방지층의 형태로 된 이층 코팅이 이러한 장치의 디스플레이 스크린의 외부 표면상에 배치된다. 내부 정전기 방지층은 CRT 유리 디스플레이 스크린상의 정전기 전하의 축적을 접지시키기 위해서 전기적으로 도전성이다. CRT 유리 디스플레이 스크린상의 정전기 전하의 증가는 먼지를 화면 표면으로 끌어들여서, 그 위에 놓인 비디오 영상의 질을 악화시킨다. 이에 더해서, 시청자가 디스플레이 스크린에 접촉하면 가벼운 전기적 충격을 야기시킬 수 있는데 이는 불쾌할 뿐 아니라 시청자에게 위험하기까지 하다. 유리 디스플레이 패널의 유전체적 특성으로 인해서 그 위에 매우 높은 정전기 전하를 축적시킬 수 있으며, 특히 CRT를 켜고 끌 때 그 전하는 더 오래패널상에 유지될 수 있다.
내부 정전기 방지층은 그 구성에 있어서 임의의 수의 화합물에 의해서 전기적으로 도전성이 될 수 있다. 예를 들면, 내부 정전기 방지층은 바람직한 정전기 방지 특성을 수행하기 위해서 금속 화합물을 포함할 수 있으며, 여기서 이 금속 화합물은 백금, 팔라듐, 틴(주석), 및 금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 소자를 포함한다. 그 대신에, 안티몬과 같은 또 다른 금속이 첨가된 틴 산화물과 같은 금속 산화물이 바람직한 전기 도전성을 제공하기 위해서 내부 정전기 방지층에 포함될 수 있다. 또 다른 방법은 물질을 도전성으로 만들기 위해서 실란, 수분, 황산 및 알코올 혼합물과 같은 흡습층을 채용하는 것이다.
또 다른 일반적인 방법은 정전기 전하를 접지시키는 것은 물론이고 디스플레이 장치에 정전기 차폐를 제공하기 위해서 내부 정전기 층에 전기적으로 도전성인 카본 블랙 입자를 제공하는 것이다. 높은 레벨의 전도도를 제공하기 위해서, 내부 정전기 방지층 전체에 카본 블랙 입자를 많이 분산시키는 것이 바람직하다. 이 카본 블랙 입자가 상당히 높은 특정 표면 영역, 즉, BET 값을 갖으므로, 내부 정전기 방지층 전체에 카본 블랙 입자를 효과적으로 분산시키는데 많은 양의 표면 활성제가 요구된다. 보통 글리콜이나 표면 활성제를 내부 정전기 방지층에 첨가하는 것은 이러한 용액의 광 굴절률을 낮추게 된다. 이처럼 외부 반사 방지층의 광 굴절률에 비해서 내부 정전기 방지층의 광 굴절률을 낮추는 것은 디스플레이 스크린으로부터 빛의 반사를 증가시켜서 디스플레이 스크린상에 주어진 비디오 영상의 해상도 및 콘트라스트를 열화시킨다. 광 방사의 증가는 시청자의 눈의 피로를 야기시키기도한다.
내부 정전기 방지층의 광 굴절률은 보통은 1.5 내지 2.0의 범위이다. 실리카를 포함하는 외부 방사 방지층은 보통은 광 굴절률이 1.4 내지 1.5이다. 광 반사를 감소시키기 위해서 내부 정전기 방지층의 광 굴절률을 상승시키는 것이 매우 바람직한 반면에, 이는 전술된 표면 활성제의 첨가로 인해서 야기된 낮아진 광 굴절률로 말미암아 어렵다.
본 발명은 외부 방사 방지층의 굴절률에 비해서 내부 정전기 방지층의 굴절률을 증가시킴으로 디스플레이 스크린으로부터의 광 반사가 감소되는 CRT와 같은 자기 방출 비디오 디스플레이 장치의 유리 디스플레이 스크린의 외부 표면에 이층 코팅을 제공함으로서 종래 기술의 전술된 문제점을 해결한다.
따라서, 본 발명의 목적은 전기 전도도가 높고 및 광학 특성이 개선된 자기 방출 컬러 디스플레이 장치의 디스플레이 스크린의 외부 표면에 대한 이층 코팅을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스플레이 스크린으로부터 광 반사를 감소시키기 위해서 더 높은 굴절률을 갖는 CRT의 디스플레이 스크린의 외부 표면상에 증착된 이층 코팅의 내부 정전기 방지층을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스플레이 스크린상에서 보는 비디오 영상을 개선하기 위해서 CRT 디스플레이 스크린의 외부 표면에 인가된 제 2 외부 반사 방지층을 포함하는 이층 코팅내의 제 1 내부 정전기 방지층의 광 굴절률을 조정하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 요구된 광 굴절률 및 전기 전도도를 갖는 안정된 용액을 형성하기 위해서 비디오 디스플레이 스크린의 표면상에 이층 정전기 방지/반사 방지 코팅의 내부 정전기 방지층에 높은 광 굴절률을 갖는 하나 이상의 물질을 첨가하는 것이다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 반사 방지/정전기 방지 코팅을 채용하는 CRT의 길이 방향 단면도이며,
도 2는 본 발명에 따른 내부 정전기 방지층 및 외부 반사 방지층을 포함하는 외부 표면 코팅을 갖는 평평한 디스플레이 스크린의 부분 단면도이다.
[부호의 설명]
10음극선관12엔벨로프
14디스플레이 스크린16깔대기부
18네크부20전자총
22전자 비임24형광체 스크린
26쉐도우 마스크26a개구
28스커트부30쉐도우 마스크 장착 고정장치
32정전기방지/반사방지 코팅46정전기 방지층
48반사 방지층50도체
본 발명은 자기 방출형과 같은 비디오 디스플레이 장치의 스크린 표면상에 이층 정전기 방지/반사 방지 코팅의 내부 정전기 방지층을 형성하기 위한 용액에 높은 광 굴절률을 갖는 물질을 첨가하거나 또는 그러한 물질의 결합에 대해서 고찰한다. 이러한 첨가된 물질 또는 물질의 결합은, 내부 정전기 방지층의 광 굴절률을 증가시켜서 디스플레이 스크린으로부터 광의 반사를 감소시키며 그 위에 표시되는 비디오 영상의 제공을 개선시킨다. 내부 정전기 방지층은 디스플레이 스크린상의 정전기 전하를 접지시키기 위해 이러한 층에 요구된 전기 전도도를 제공하기 위해서 도전성 폴리머 및 강하게 분산된 카본 블랙 입자를 포함한다. 이러한 카본 블랙 입자를 강하게 분산되도록 하기 위해서, 글리콜과 같은 대량의 표면 활성제가 상기 용액의 광 굴절률을 감소시키는 내부 정전기 방지층에 제공된다. 이러한 문제를 해결하고 내부 정전기 방지층에 요구된 광 굴절률을 제공하기 위해서, ZrO2, ZnO, ZnS, 또는 TiO2와 같은 높은 광 굴절률을 갖는 물질이 단독으로 또는 결합되어 내부 정전기 방지층에 첨가되어 그 광 굴절률을 증가시키는 한편, 안정된 용액에서 높은전기적 전도도를 유지한다. 외부 반사 방지층의 광 굴절률에 대한 내부 정전기 방지층의 광 굴절률을 증가시키는 것은 비디오 영상 해상도 및 콘트라스트를 개선하며 시청자의 눈의 피로를 줄이기 위해서 비디오 디스플레이 스크린으로부터 광 방사를 줄인다.
첨부된 청구범위는 본 발명을 특징짓는 이러한 신규의 특성을 설명한다. 그러나, 또 다른 목적 및 장점은 물론이고 본 발명 자체는, 다음과 같이 다양한 도면에 걸쳐 동일 참조 부호가 동일 구성요소를 일컫을 시, 첨부된 도면과 연계하여 기술된 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 참조하여 가장 잘 이해될 수 있다:
도 1에는, 본 발명에 따라서 높은 광 굴절률의 내부 정전기 방지층을 갖는 정전기 방지/반사 방지 코팅(32)을 채용하는 컬러 CRT(10)의 길이 방향 단면도가 도시된다. 이하의 설명에서 "디스플레이 스크린", "디스플레이 패널" 및 "페이스플레이트"라는 용어는 상호 교환하여 사용된다. 이에 더해서, "층" 및 "코팅" 이라는 용어는 동의어로 사용된다. CRT (10)는 전방 페이스플레이트 또는 디스플레이 스크린(14), 후방 넥크부(18) 및 중간 깔대기부(16)를 갖는 밀봉된 유리 엔벨로프(12)를 포함한다. 유리 디스플레이 스크린(14)의 내부 표면에 다수의 불연속 형광체 증착물 또는 구성요소로서 전자 비임이 조사될 때 발광하여 디스플레이 스크린상에 비디오 영상을 발생하는 형광체 스크린(24)이 배치된다. 칼라 CRT(10)는 CRT 유리 디스플레이 스크린(14)상에 유도되어 집속되는 세 개의 전자 비임(22)을 포함한다. CRT 유리 엔벨로프(12)의 네크부(18)에 전자 비임(22)을 형광체 스크린(24)상에 유도하는 일렬로 정렬된 다수의 전자총(20)이 배치된다. 전자 비임(22)은 도면에서는 편의상 도시 되지 않은 자기 편향 요우크에 의해서 형광체 스크린(24)상에 일제히 수직 및 수평으로 편향된다. 형광체 스크린(24)으로부터 간격을 가지고 그 주변에서 개구(26a) 및 스커트부(28)를 통과하는 다수의 이격된 전자 비임을 갖는 쉐도우 마스크(26)가 배치된다. 쉐도우 마스크 스커트부(28)는 쉐도우 마스크의 주변장치 주변에서 쉐도우 마스크 장착 고정장치(30)에 고정되어 부착된다. 쉐도우 마스크 장착 고정장치(30)는 CRT 유리 엔벨로프(12)의 내부 표면에 부착되며 도면에는 편의상 도시 되지 않은 마스크 부착 프레임 및 장착 스프링과 같은 종래의 부착 및 위치설정 구조물을 포함할 수 있다. 쉐도우 마스크 장착 고정장치(30)는 CRT 유리 엔벨로프(12)의 내부 표면에 부착될 수 있으며 쉐도우 마스크(26)는 용접 또는 유리를 기초로 한 프릿과 같은 종래의 수단에 의해서 장착 고정장치에 부착될 수 있다.
도 2에서, 본 발명에 따라서 그 내부 표면상에 전술된 형광체 층(24) 및 그 외부 표면상에 정전기 방지/반사 방지 코팅(32)을 갖는 CRT 유리 디스플레이 스크린(14)의 일부에 대한 부분 단면도가 도시된다. 도 2의 유리 디스플레이 스크린(14)은 본 발명이 도 2에 도시된 바와 같은 평평한 디스플레이 스크린은 물론이고, 도 1에 도시된 굴곡된 양 디스플레이 스크린에 적용될 때 평평하게 도시된다. 이에 더해서, 본 발명이 도면에서는 CRT의 디스플레이 스크린의 외부 표면상에서 사용되는 것으로 도시되지만, 본 발명은 이러한 형태의 디스플레이 장치에 사용되는 것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 정전기 방지/반사 방지코팅(32)은 실제로 어떤 형태의 자기 방출 컬러 디스플레이 장치의 디스플레이 패널의 외부 표면상에서도, 즉, 비디오 영상이 입사되는 에너지를 갖는 전자에 의해서 활성화되는 형광체에 의해서 발생되는 곳에서도 동일하게 사용될 수 있다. CRT 이외의 자기 방출 컬러 디스플레이 장치는 필드 방출 디스플레이, 플라즈마 방전 패널, 진공 형광 스크린 및 가스 방전 스크린을 포함한다. 유리 디스플레이 스크린(14)의 내부 표면상에 배치되는 이러한 형광체 층(24)은 많은 수의 불연속 점과 줄의 형태가 될 수 있다.
본 발명에 따라서, 상기 정전기 방지/반사 방지 코팅(32)은 내부전기 방지층(46) 및 외부 반사 방지층(48)을 포함할 수 있다. 도체(50)는 상기 디스플레이 스크린을 접지 전위로 전기 결합시키기 위해서 내부 정전기 방지층(46) 및 디스플레이 스크린(14)의 외부 표면부로 부착될 수 있다. 이러한 방식으로, 디스플레이 스크린(14) 상의 정전기 전하의 증가는 정전기 전하를 전기적으로 도체인 내부 정전기 층(46)을 통해서 접지로 방전시킴으로서 제한된다.
내부 정전기 방지층(46)을 전기적으로 도전성으로 만들기 위해서 내부 정전기 방지층(46)에는 카본 블랙 입자가 배치된다. 이러한 카본 블랙은 분말 형태로 내부 정전기 방지층(46)에 첨가되며 내부 정전기 방지층 내에서 그 분산을 저지하는 비교적 높은 BET(특정 표면 영역)을 갖는다. 정전기 전하 집중을 접지로 분산시키기 위한 목적으로 이러한 층에 높은 레벨의 전기 전도도를 제공하도록 내부 정전기 방지층(46) 내에서 카본 블랙 입자를 완전히 분산시키기 위해서, 내부 정전기 방지층에 표면 활성제가 첨가된다. 카본 블랙 입자의 높은 특정 표면 영역으로 인해서,대량의 표면 활성제가 내부 정전기 방지층(46)에 첨가되어야 한다. 카본 블랙 입자를 내부 정전기 방지층(46)에 분산시키기 위한 목적으로 첨가된 전형적인 표면 활성제는 글리콜이다. 이러한 표면 활성제를 대량으로 첨가하는 것은 이러한 용액의 광 굴절률을 낮춘다. 또한 내부 정전기 방지층(46)은 높은 레벨의 전기 전도도를 제공하기 위해서 도전성 폴리머를 포함할 수 있다.
내부 정전기 방지층(46)의 광 굴절률은 보통은 1.5 내지 2.0의 범위이다. 보통 외부 반사 방지층(48)은 실리카를 포함하며 광 굴절률이 1.4 내지 1.5 범위이다. 유리 디스플레이 스크린(14)으로부터 광 반사를 줄이기 위해서 외부 반사 방지층(48)의 광 굴절률에 비해서 내부 정전기 방지층(46)의 광 굴절률의 값을 증가시키는 것이 매우 바람직한 반면, 층의 구성으로 인해서 이를 위한 사전 시도는 단지 제한적으로만 성공하였다.
본 발명에 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해서, 비교적 높은 광 굴절률을 갖는 물질 또는 물질의 결합이 내부 정전기 방지층(46)에 첨가되어 이제까지 사용되었던 것보다 더 높은 광 굴절률을 갖는 안정된 용액을 형성하게 된다. 안정된 용액에서 높은 전기 전도도를 유지하면서 더 높은 광 굴절률을 갖는 내부 정전기 방지층(46)을 형성하는 것이 가능한 비교적 높은 광 굴절률을 갖는 물질은 ZrO2(1.98), ZnO(2.02), ZnS(2.37) 및 TiO2(2.7)을 포함하는데, 여기서 이러한 물질 각각의 광 굴절률은 괄호 안에 표시되어 있다. 높은 굴절률을 갖는 이러한 물질을 하나 이상으로 첨가하는 것은 유리 디스플레이 스크린(14)으로부터 광 반사를 상당히 줄이기 위해서 내부 정전기 방지층(46)의 광 굴절률을 증가시킨다. 또한 본 발명은 유리 디스플레이 스크린으로부터 뷰로 반사된 광을 최소화하기 위해서 하나 이상의 높은 광 굴절률 물질을 첨가함으로써 내부 정전기 방지층의 광 굴절률을 조정하는 것을 고찰한다.
본 발명의 특정 실시예가 도시 및 설명되었지만, 관련된 기술에 숙련된 사람이라면 더 넓은 특징을 갖는 발명에서 벗어나지 않는 한 변경 및 수정이 이루어 질 수 있음을 알 수 있다. 그러므로, 첨부된 청구범위의 목적은 발명의 진정한 사상 및 범위 내에서 이루어지는 그러한 모든 변경 및 수정을 망라하는 것이다. 전술된 설명 및 첨부 도면에서 설명된 사항은 단지 예로서만 주어진 것이지 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 실제 범위는 종래 기술에 기초하여 적당히 투영하여 볼 때 다음 청구범위에서 한정되는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 기술구성으로 인하여 내부 정전기 방지층의 광 굴절률을 증가시켜 비디오 영상 해상도 및 콘트라스트를 개선하며 시청자의 눈의 피로를 줄이기 위해서 비디오 디스플레이 스크린으로부터 광 방사를 감소시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 자기 방출 디스플레이 장치의 디스플레이 스크린의 외부 표면에 대한 다층 코팅으로서, 상기 디스플레이 스크린은 그 내부 표면상에 형광체 코팅을 더 포함하며, 상기 형광체 코팅은 비디오 영상을 제공하기 위해서 그 위에 입사되는 에너지를 갖는 전자에 응답하는, 코팅에 있어서,
    디스플레이 스크린의 외부 표면상에 배치되며 제 1 굴절률 n1을 갖는 내부 정전기 방지층으로서, 상기 내부 정전기 층은 높은 특정 표면 영역을 갖는 전기적으로 도전성인 입자와 상기 내부 정전기 방지층 내에서 상기 도전성 입자를 분산시키기 위한 표면 활성제를 포함하는, 내부 정전기 방지층,
    상기 내부 반사 방지층상에 배치되며 제 2 굴절률 n2를 갖는 외부 정전기 방지층으로서, n1≥ n2이며, 상기 외부 정전기 방지층은 살리카를 포함하는 외부 반사 방지층, 및
    상기 내부 정전기 방지층의 굴절률 n1을 증가시키며 상기 디스플레이 스크린으로부터 광 반사를 줄이기 위해서 상기 내부 정전기 방지층에 첨가되는 높은 광 굴절 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 코팅.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 높은 광 굴절 물질은 ZrO2, ZrO, ZrS, 및 TiO2또는 그들의 결합에서 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 코팅.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 표면 활성제는 글리콜인 것을 특징으로 하는 다층 코팅.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전기적으로 도전성인 입자는 카본 블랙으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다층 코팅.
  5. 제 4 항에 있어서,
    n1의 범위는 1.5 내지 2.0이며, n2의 범위는 1.4 내지 1.5이며, ZrO2, ZrO, ZrS, 및 TiO2각각은 굴절률이 1.98, 2.02, 2.37 및 2.7인 것을 특징으로 하는 다층 코팅.
  6. 제 1 항에 있어서,
    필드 방출 디스플레이, 플라즈마 방전 패널, 진공 형광 스크린, 가스 방전 스크린 또는 음극선관과 같은 자기 방출 디스플레이 장치의 디스플레이 스크린을 망라하는 것을 특징으로 하는 다층 코팅.
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