KR0170703B1 - 다층 코팅막을 갖는 음극선관 및 그 제조방법 - Google Patents

다층 코팅막을 갖는 음극선관 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전성 미립자의 알콜 분산액을 유리 패널상에 코팅하여 하부층을 형성한 다음, Si-알콕사이드에 굴절율이 낮으면서도 도전성을 띄는 도전성 고분자 화합물을 첨가한 코팅 조성물을 상기 하부층 상에 코팅하여 상부층을 형성하는 단계로 이루어진 다층 코팅막을 갖는 음극선관의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 음극선관 제조방법에 따라 제조된 다층 코팅막을 갖는 음극선관은 종래의 음극선관에 비하여 외광반사 방지 및 표면저항 특성이 개선되었다.

Description

다층 코팅막을 갖는 음금선관 및 그 제조방법
제1도는 일반적인 음극선관의 단면도이다.
제2도는 종래의 스프레이 코팅막을 도시한 단면도이다.
제3도는 통상적인 다층 코팅막을 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 음극선관 2 : 패널
2a : 스크린면 3 : 형광막
5 : 전자총 6 : 새도우마스크 프레임 조립체
7 : 펀넬 7a : 펀넬 네크부
7b : 펀넬 콘부 9 : 편향 요오크
21 : 음금선관 31 : 음금선관
32 : 고굴절층 33 : 저굴절층
본 발명은 음금선관의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외광반사방지 및 표면저항 특성이 향상된 다층 코팅막을 갖는 음극선관 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 음극선관(1)은 제1도에 도시된 바와 같이 투명창으로서 화면의 재생시에 영상을 재현하는 스크린 면(2a)을 가진 패널(2)과, 상기 스크린면의 내면에 형성된 소정 패턴의 형광막(3)과, 패널(2)의 내부에 설치되는 섀도우마스크 프레임 조립체(6), 상기 패널(2)과 봉착되어 음금선관의 외용기를 형성하며 네크부(7a)에 전자총(5)이 봉입된 펀넬(7), 이 펀넬(7)의 콘부(7b)에 설치되는 편향요오크(9)를 구비하여 이루어진다.
이와 같이 구성된 음금선관은 전자총(5)으로부터 방출된 전자빔이 편향요오크(9)에 의해 주사위치에 따라 선택적으로 편향되어 형광막(3)에 주사됨으로써 각각의 형광체를 여기시켜 화상을 형성하게 된다. 이와 같이 형성된 화상을 시청하는 시청자는 패널의 내면에 형성된 형광막이 발광함으로써 이루어지는 화면을 시청하는 것이라고 말할 수 있다.
그런데 영상을 재생하기 위한 패널(2)의 스크린면은 매끄러운 유리면으로 되어 있어 주위로부터 입사되는 광이 정반사되므로, 형광막(3)의 발광에 의해 형성된 화면의 콘크라스트가 상대적으로 저하되는 현상이 나타나게 된다. 즉, 외광이 패널의 외면에 입사되면 패널의 외표면에 외광에 의한 잔상이 형성되므로 재생된 화면과 잔상이 중첩되어 콘트라스트가 저하되는 것이다.
또한 상기 패널(2)의 외표면에는 전자빔 즉, 빔전류가 충돌되므로 음극선관의 동작중이나 동작후 전하가 축적된다. 이에 따라 패널의 외표면에는 먼지 등이 부착될 뿐 아니라, 작동자가 이에 접촉시 전기적 쇼크를 받을 수도 있게 되므로 대전방지를 위한 특별한 조치를 필요로 하다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 제2도에서와 같이 음극선과의 패널 외표면에 알킬실리케이트(Si(OR)4)의 가수분해 용액을 스프레이 도포한 후 80℃ 이상의 온도에서 경화시켜 SiO2요철막을 형성시킴으로써 외광반사를 방지하고, 반사에 의한 눈의 피로, 콘트라스트 저하를 방지하는 방법이 사용되어 왔다. 또한, 패널의 외표면에 형성되는 패널의 요철에 전기 전도성 물질을 첨가하여 대전방지 효과를 얻기도 하였다.
그러나 이와같은 방법은 해상도를 저하시키는 문제가 있어 최근에는 제3도에서와 같이 굴절율이 다른 박막을 형성시켜 간섭에 의해 외광을 감소시키는 다층막 코팅방법을 채용하고 있다.
통상적인 다층막 코팅방법은, Sn(Sb)O2, In2(Sn)O3, Sn(F)O2, ZnO(F)등과 같이 굴절율이 높고 전도성이 양호한 100nm 이하의 도전성 미립자를 알콜 등의 용매에 분산시켜서 얻은 분산액을 음극선관의 유리 패널상에 코팅한 다음, 상기의 코팅막을 용매가 휘발될 수 있는 온도 범위에서 건조시켜 하부층을 형성하고, 유리와 접착력이 좋고 굴절율이 낮은 Si-알콕사이드를 알콜 용매 내에서 가수분해시킨 Si-졸 용액을 상기 하부층 위에 코팅한 다음 80℃ 이상에서 열처리하여 상부층을 형성하는 단계를 포함하고 있다.
상기의 제조방법에 있어서, 하부층 형성용 조성물 성분으로서 사용된 SnO2또는 In2O3등과 같은 금속성 미립자는 도전성은 매우 양호하나 굴절율이 높아서 외광반사 방지기능이 저하되므로 바람직하지 못하며, 이러한 금속성 미립자만으로 코팅막이 형성되는 경우에는 막경도가 매우 약하다는 결정적인 단점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 보완하기 위하여 굴절율이 낮은 Si-졸 용액을 일종의 결합제로서 사용하여 상부층을 형성함으로써 막경도를 보강하고, 상·하부층 성분간의 굴절율 차이를 이용하여 외광반사 방지기능을 개선하고자 노력하였는데, 그러한 노력의 일환으로서 상부층 형성시 굴절율이 낮은 MgF2미립자를 첨가하는 기법이 이용되었다. 그러나 이 방법에 의하면 외광반사 방지특성은 향상되나 도전특성이 향상되지 않는다는 단점이 있었다.
음극선관용 코팅막의 표면저항특성을 향상시키려면 코팅 조성물 성분으로서 도전성이 우수한 물질을 사용하여야 한다. 그러나, 도전성이 우수한 대부분의 금속성분들의 경우 굴절율이 높아 외광반사방지 효과를 저하시키는 문제점이 있다.
종래의 방법에 따라 다층 코팅막을 제조할 경우, Sn(Sb)O2를 하부층 조성성분으로 하는 다층 코팅막의 표면저항은 106내지 107Ω/□이고, In2(Sn)O3를 하부층 조성성분으로 하는 다층 코팅막의 표면저항은 104내지 105Ω/□으로 나타난다. 상기의 표면저항 값으로부터 알 수 있듯이 산화인듐을 사용하는 것이 보다 바람직하나 고가이기 때문에 경제성이 떨어진다는 단점이 있다.
막의 두께를 두껍게 하여 표면 저항을 감소시킬 수는 있으나 막두께가 두꺼워지면 외광반사 방지기능이 저하된다. 표면 저항을 감소시킬 수 있는 또 다른 방법으로서 코팅막의 열처리 온도를 300℃ 이상으로 하는 방법이 있다. 그러나 음극선관을 250℃ 이상의 고온에서 열처리하게 되면 음극 선관으로서의 실용성을 상실하게 되므로 바람직하기 못하다.
이에 따라 본 발명자들은 상부층 형성용 코팅 조성물에 굴절율이 낮고, 도전성 및 Si-알콕사이드 졸 용액과의 상용성이 우수한 도선성 물질을 첨가함으로써 외광반사 방지특성 및 표면저항특성이 개선된 음극선관용 당층 코팅막을 개발하기 위하여 노력한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 도핑제를 첨가하여 도전성을 부여한 고분자 화합물을 Si-졸 용액과 함께 상부층 형성용 코팅 조성물로 사용함으로써 외광반사 방지특성 및 표면저항특성이 향상된 음극선관용 다층 코팅막을 갖는 음극선관의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기의 제조방법에 따라 제조된 코팅막을 갖는 음극선관을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는,
Sn(Sb)O2, In2(Sn)O3, Sn(F)O2, ZnO(F)로 구성된 군으로부터 선택된 도전성 미립자의 알콜 분산액을 유리 패널상에 코팅한후 건조시켜 하부층을 형성하는 단계:
Si-졸 용액과 도핑제를 첨가한 도전성 고분자 용액의 혼합 용액을 상기 하부층 상에 코팅한 다음, 건조시켜 상부층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 제조방법이 제공된다.
하부층의 두께는 약 600 내지 1,000Å이며, 하부층을 구성하는 도전성 미립자는 굴절율이 높고 전도성이 양호한 물질로서 입경은 100nm 이하인 것이 바람직하다. 또한 하부층 코팅 조성무를 코팅한 후, 건조시킬 때 온도는 100 내지 200℃인 것이 바람직하다.
하부층 상에 코팅되는 상부층은 두께가 600 내지 1,200Å인 것이 바람직하며, 건조시 바람직한 온도는 100℃ 이상이다.
통상적으로 고분자 화합물은 굴절율이 1.4 내지 1.5 정도여서 외광반사 방지기능상에 문제가 없으며 Si-졸 용액과의 상용성도 양호하므로 어느 것이나 사용하여도 무방하다. 그러나, 코팅 조성물을 도포한 후, 실용성 있는 막강도와 경도를 얻기 위하여 100℃ 이상에서 열처리를 하여야 하므로 내열특성이 우수한 것을 선택하는 것이 바람직하다.
이러한 특성을 만족시킬 수 있는 고분자 화합물로는 폴리아닐렌계 고분자 화합물, 폴리피롤계 고분자 화합물, 폴리에틸렌디옥시티오펜계 화합물 등이 바람직하다.
도전성 고분자 화합물의 첨가량이 많을수록 도전특성이 우수하나, 막경도가 저하되므로 도전성과 막경도 특성을 만족시킬 수 있는 범위내에서 첨가량을 결정하여야 한다. 이러한 조건을 만족시키기 위하여, Si-졸 용액에 대한 도전성 고분자 용액의 조성비가 9:1 내지 3.7, 바람직하게는 7:3 내지 4:6이 되도록 상기 혼합용액의 조성비를 조절하여야 한다.
또한, 도전성을 부여하기 위하여 고분자 화합물에 첨가될 수 있는 도핑제로는 Fe-p-톨루엔술포네이트, 과산화수소, HClO4또는 Fe(III)의 염으로부터 선택하여 사용할 수 있다.
도핑제의 첨가량은 사용된 고분자 화합물의 반복단위 1몰당 0.2 내지 2mol인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 상기 본 발명의 음극선관 제조방법에 따라 제조된 다층 코팅막을 갖는 음극선관이 제공된다.
상기 설명된 바와 같은 다층 코팅막을 갖는 음극선관은 종래의 음극선관에 비해 우수한 외광방사 방지 및 표면저항 특성을 나타낸다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 나타내고자 한다. 그러나, 이들 실시예 및 비교예에 의해 본 발명이 한정되지는 아니한다.
[실시예 1]
먼저, 100nm 크기의 Sn(Sb)O2, 미립자를 에틸알콜에 분산시킨후 음극선관의 유리패널 상에 800nm 두께로 코팅하여 하부층을 형성한 후, 상부층을 형성하기 위한 코팅 조성물을 하기와 같이 조성하였다.
먼저, 에틸알콜 91g과 테트라에틸실리케이트(일본 Tema Cham 제품) 7.0g에 순수 2g을 가하여 교반한 후, HCl을 적가하여 전체 pH가 2가 되도록 조정한 다음, 다시 2시간 동안 교반하여 용액(1)을 제조하고, 에틸알콜 98g에 에틸렌디옥시티오펜(폴리에틸렌디옥시티오펜의 전구체 : 이하 EDT) 2g을 혼합, 교반한후, Fe-p-톨루엔술포네이트를 EDT의 2.0mol% 첨가하여 1시간 동안 교반하여 용액(2)를 제조한 다음, 상기 용액(1)과 용액(2)를 7:3의 비율로 혼합하고 1시간 동안 교반하여 용액(3)을 제조하였다.
이어서, 상기의 용액(3)을 하부층 상에 1,000Å의 두께로 코팅한 후, 150℃에서 30분 동안 열처리하여 상부층을 형성하였다.
이렇게 형성된 다층 코팅막의 표면저항, 막경도, 반사율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
80nm 크기의 In2(Sn)O3미립자를 사용하여 820nm 두께로 하부층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 다층 코팅막을 형성하고, 이의 표면저항, 막경도, 반사율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예 1]
하부 층을 실시예 1에서와 같은 방법으로 코팅하고 상부층을 실시예 1에서의 용액(2)만을 사용 하여 1,000Å 두께로 코팅한 후, 150℃에서 30분간 열처리 함으로써 다층 코팅만을 형성하고 이 코팅막의 면저항, 막경도, 반사율을 측정하여 하기 표 1에 나타 내었다.
[비교예 2]
하부층을 실시예 2에서와 같은 방법으로 코팅하고, 상부층을 비교예 1에서와 같은 방법으로 코팅함으로써 다층 코팅막을 형성하고, 이 코팅막의 면저항, 막경도, 반사율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
상기 결과로부터 알 수 있듯이, 실시예 1과 2를 비교해 보면 하부층 조성물 성분으로서 산화인듐을 사용하는 경우에 표면 저항 값이 더 낮았다. 또한 하부층 성분으로서 모두 산화 주석을 사용하는 실시예 1과 비교예 1을 비교해 보면 상부층 조성물 성분에 도전성 고분자 물질을 첨가한 경우(실시예 1)의 표면 저항 값이 더 낮았다. 마찬가지로, 하부층 성분으로서 모두 산화 인듐을 사용하는 실시예 2와 비교예 2을 비교해 보면, 상부층 조성물 성분에 도전성 고분자 물질을 가한 경우(실시예 2)의 표면 저항 값이 더 낮았다.
이러한 결과로 미루어 볼 때, 하부층 조성물 성분으로서 산화주석보다는 산화인듐을 사용하는 것이 바람직함을 알 수 있다. 그러나, 상기에서도 언급했듯이 산화인듐은 고가이기 때문에 경제성이 떨어진다는 단점이 있다.
하부층 조성물 성분이 동일한 경우에는 상부층 성분에 도전성 고분자 물질을 첨가하였을 때 보다 우수한 표면저항 특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
그러므로, 도핑제를 첨가하여 도전성을 부여한 고분자 화합물을 Si-졸 용액과 함께 상부층 형성용 코팅 조성물로 사용함으로써 표면저항 특성이 향상된 음극선관용 다층 코팅막을 갖는 음극선관을 제조할 수 있다.

Claims (7)

  1. Sn(Sb)O2, In2(Sn)O3, Sn(F)O2, ZnO(F)로 구성된 군으로부터 선택되는 도전성 미립자의 알콜 분산액을 유리 패널상에 코팅한 후 건조시켜 하부층을 형성하는 단계; Si-졸 용액과 도핑제를 첨가한 도전성 고분자 용액의 혼합 용액을 상기 하부층 상에 코팅한 다음, 건조시켜 상부층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 코팅막을 갖는 음극선과의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상부층의 두께가 600 내지 1,200Å인 것을 특징으로 하는 다층 코팅막을 갖는 음극선관의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도전성 고분자 용액의 고분자 화합물이 폴리아닐렌계 화합물이 폴리피롤계 화합물 또는 폴리에틸렌디옥시티오펜계 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 다층 코팅막을 갖는 음극선관의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 Si-졸 용액에 대한 상기 고분자 화합물 용액의 조성비가 9:1 내지 3:7, 바람직하게는 7:3 내지 4:6임을 특징으로 하는 다층 코팅막을 갖는 음극선관의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도핑제는 Fe-p-톨루엔술포네이트, 과산화수소, HCl4및 Fe(III)의 염으로 구성된 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 다층 코팅막을 갖는 음극선관의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 도핑제의 첨가량은 상기 고분자 화합물의 반복단위 1몰당 0.2 내지 2몰%임을 특징으로 하는 다층 코팅막을 하는 다층 코팅막을 갖는 음극선관의 제조방법.
  7. 제1항에 기재의 제조방법에 따라 제조된 다층 코팅막을 갖는 음극선관.
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