KR0180913B1 - 전자 사진법에 의한 형광체 피착 방법 - Google Patents

전자 사진법에 의한 형광체 피착 방법 Download PDF

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KR0180913B1
KR0180913B1 KR1019950013410A KR19950013410A KR0180913B1 KR 0180913 B1 KR0180913 B1 KR 0180913B1 KR 1019950013410 A KR1019950013410 A KR 1019950013410A KR 19950013410 A KR19950013410 A KR 19950013410A KR 0180913 B1 KR0180913 B1 KR 0180913B1
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마이클 리트 피터
쥬니어 오웬 휴 로버츠
얼 크라이더 로버트
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데니스 에이치. 얼벡
톰슨 콘슈머 일렉트로닉스, 인코오포레이티드
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Abstract

컬러 CTR(10)용 면판 패널(12)의 내부 표면에 배치된 광흡수체(36)에 발광성 스크린 어셈블리(22, 24)를 전자사진식으로 제조하는 방법은 실질적으로 균일한 정전 전압을 형성하도록 상기 광흡수체를 충전시키는 단계와 ; 내부에 광원을 갖는 노출 장치에 상기 패널을 배치시키는 단계와 ; 상기 광흡수체의 비노출 영역의 전압에 영향을 주지 않고, 선택된 노출 영역의 전압에 영향을 주도록 광원으로 부터의 가시광선에 상기 광흡수체의 선택된 영역을 노출시키고, 마찰 전기식으로 충전된 제1의 색 방출 형광체를 상기 광흡수체의 선택된 영역상에 증착시키는 단계를 포함한다. 상기 충전, 배치, 노출 및 증착 단계는 제2 및 제3의 마찰 전기식으로 충전된 색방출 형광체에 대하여 반복된다. 상기 방법은 각각의 형광체 증착과 패널 재충전 단계 이후에, 광원이 패널상에 선증착 형광체와 광흡수체 사이의 전압차에 의해 결정된 크기만큼 노출 장치내에서 오프셋되고, 그에 따라 선증착 형광체의 반발 효과를 제거하고 후증착 형광체들의 오정렬을 최소화시키기 때문에 선행 방법보다 개선한 것이다.

Description

전자 사진법에 의한 형광체 피착 방법
제1도는 본 발명에 따라 제조된 컬러 음극선관(CRT)의 부분적으로 축방향 단면을 도시한 평면도.
제2도는 스크린 조립체를 도시한 것으로서 제1도의 CRT 면판 패널의 단면도.
제3도는 본 발명에 따라 스크린 조립체를 제조하는 순서를 도시한 도면
제4a도 내지 제4d도는 본 발명에 따라 제1도의 CRT 스크린 조립체를 제조하는 방법의 몇 단계를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 컬러 CRT 11 : 유리 외피
12 : 직사각형 면판 패널 14 : 관형 네크
15 : 직사각형 패널 16 : 애노드 버튼(anode button)
18 : 시청(視廳) 면판(또는 기판) 20 : 주변 플랜지(또는 측벽)
21 : 유리 프리트(glass frit) 22 : 3색 형광체 스크린
23 , 31 : 흡광 매트릭스 24 : 얇은 도전층
25 : 다공성 색선택 전극(또는 새도우 마스크)
26 : 전자총 28 : 3 개의 전자빔
30 : 자기 편향 요크 32 : 휘발성 유기 도전(OC) 층
33 : 휘발성 유기 광도전(OPC) 층
본 발명은 마찰 전기에 의해 대전된 형광체를 사용하여 음극선관(CRT)용 발광(發光) 스크린 조립체를 전자 사진법으로 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 먼저 피착(deposition)된 형광체의 대전 성질 때문에 나중에 피착되는 형광체의 오정렬(誤整列)을 최소화하는 방법에 관한 것이다.
종래의 습식 슬러리[반죽] 방법에 의해 발광 스크린을 제조할 때, 형광체는 녹색, 청색 및 적색의 순서로 피착된다. 상기 순서로 형광체를 피착하는 방법에는 1990년 5월 1일에 대터(Datta) 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,921,767에 개시된 전자 사진법 스크리닝(electrophotographic screening : EPS) 방법이 있다.
상기 특허에 기재된 EPS 방법에서는, 마찰 전기에 의해 대전된 건식 분말화 색 방사 형광체는 정전기에 의해 대전 가능한 적당하게 준비된 흡광체 상에 피착된다. 흡광체는 바람직하게는 유기도전(organic conductive : OC) 층 위에 배치된 유기 광도전(organic photoconductive : OPC) 층을 포함하는데, 상기 두 개의 층은 모두 CRT 면판 패널의 내부 표면에 순차적으로 피착된다. 먼저, 흡광체의 OPC층은 적당한 코로나 방전 장치를 사용하여 정전기적으로 대전되어 양전압(positive voltage)이 된다. 그 다음으로, 흡광체의 선택된 영역은 가시광선에 노광되어 비노광 영역의 하전에 많은 영향을 미침이 없이 이 영역이 방전된다. 그 다음으로, 마찰 전기에 의해 양으로 대전된 녹색 방사 형광체는 반전 현상(reversal development)에 의해 흡광체의 방전된 영역에 피착되어, 폭과 스크린 중량이 실질적으로 균일한 형광체 라인을 형성한다. 흡광체 및 녹색 방사 형광체는 코로나 방전 장치에 의해 재대전되어 정전하를 띄게 된다. 흡광체의 전하는 먼저 피착된 녹색 방사 형광체의 전하와 동일한 크기의 것이 바람직하지만, 흡광체 및 먼저 피착된 형광체는 반드시 동일한 전압으로 대전되지는 않는다는 것이 측정되었다. 실제로, 형광체의 전하 수용 능력은 흡광체의 전하 수용 능력과는 상이하다. 따라서, 흡광체의 상이하게 선택된 영역이 마찰 전기에 의해 양으로 대전된 청색 방사 형광체에 의한 반전 현상을 용이하게 하기 위해 이 영역을 방전하도록 가시광선에 노광되면, 먼저 피착된 녹색 방사 형광체는 흡광체의 비노광 부분의 양전하와는 상이한 크기의 양전하를 가지게 된다. 이 전하의 차이는 양으로 대전된 청색 방사 형광체의 피착에 영향을 끼쳐, 흡광체의 비노광 영역에 보유된 전하에 의한 반발보다 먼저 피착된 녹색 방사 형광체의 전하에 의해서 더 강하게 반발되는 결과를 가져온다. 녹색 방사 형광체의 이러한 더 강한 반발효과는 청색 방사 형광체를 흡광체 상의 원하는 위치로부터 약간 변위시키게 된다. 먼저 피착된 형광체의 반발 효과가 작다고 하더라도, 청색 방사 형광체 라인의 폭은 원하는 것보다 더 좁게 된다. 흡광체와 녹색 및 청색 방사 형광체는 코로나 방전 장치에 의해 재대전되어 양의 정전하를 띠게 되어 적색 방사 형광체의 피착을 용이하게 한다. 녹색 및 청색 방사 형광체 뿐만아니라 흡광체도 상이한 크기의 양전하를 갖는다. 흡광체의 선택된 영역은 흡광체의 비노광 영역 및 먼저 피착된 형광체의 전하에는 영향을 끼침이 없이, 노광에 의해 방전된다. 마찰 전기에 의해 양으로 대전된 적색 방사 형광체는 다른 것에 의하기 보다는 먼저 피착된 형광체에 의해서 더 강하게 반발되며, 이 경우에 청색 방사 형광체보다 녹색 방사 형광체가 흡광체의 방전 영역에 적색 형광체가 피착될 때 오정렬을 일으키게 한다. 또한, 그 영향이 작지만, 적색 형광체는 흡광체 상의 자신의 원하는 위치로부터 약간 변위되어 적색 형광체 라인의 폭이 좁아지게 된다.
전술한 오정렬없이 EPS 방법에 의해 스크린을 제조하기 위해서는, 정전하에 의해 대전된 먼저 피착된 형광체의 반발 효과를 보정할 필요가 있다.
본 발명에 따라 컬러 CRT용 면판 패널의 내부 표면에 배치된 흡광체 상에 발광 스크린 조립체를 전자 사진법으로 제조하는 방법은, 실질적으로 균일한 정전압이 되도록 흡광체를 대전시키는 단계와, 그 내부에 광원이 있는 노광 장치 위에 패널을 배치시키는 단계와, 흡광체의 비노광 영역의 전압에 영향을 끼침이 없이 선택된 영역을 노광시키는 단계와, 마찰 전기에 의해 대전된 제1색 방사 형광체를 흡광체의 선택된 영역 위에 피착시키는 단계를 포함한다. 상기대전, 배치, 노광 및 피착 단계는 마찰 전기에 의해 대전된 제2 및 제3색 방사 형광체에 대해서도 반복된다. 본 발명의 방법은 형광체 피착 및 패널 재대전 각각의 단계 이후에, 노광 장치 내의 광원이 패널 상에 먼저 피착된 형광체와 흡광체 사이의 전압차에 의해 결정된 크기만큼 편위(offset)되고 그에 따라 먼저 피착된 형광체의 반발 효과를 제거하여, 나중에 피착된 형광체의 오정렬을 최소화하기 때문에 선행 방법들보다 개선된 것이다.
제1도는 직사각형 퍼넬(15)에 의해 접속된 관형 네크(14)와 직사각형 면판 패널(12)이 있는 유리 외피(glass envelope)(11)를 갖는 컬러 CRT(10)를 도시하고 있다. 상기 퍼넬(15)은 애노드 버튼(anode button)(16)에 접촉되고 상기네크(14) 내로 연장하는 내부 도전성 피막(도시하지 않음)을 갖는다. 상기 패널(12)은 시청 면판 또는 기판(18)과, 유리 프리트(21)에 의해 상기 퍼넬(15)에 밀봉되는 주변 플랜지 또는 측벽(20)을 구비한다. 3색 형광체 스크린(22)은 상기 면판(18)의 내부 표면에 지지된다. 제2도에 도시한 스크린(22)은 순환 순서로 색그룹 또는 3개의 스트라이프 또는 트라이어드(triad)의 화소에 배치되는 적색 방사, 녹색 방사 및 청색 방사 형광체 스트라이프. 즉 R, G 및 B로 각각 구성된 다수 개의 스크린 소자를 포함하는 라인 스크린(line screen)이다. 상기 스트라이프는 전자빔이 발생되는 판에 통상적으로 직각인 방향으로 연장한다. 이 실시예의 정상 시청 위치에서, 상기 형광체 스트라이프는 수직 방향으로 연장된다. 바람직하게는, 상기 형광체 스트라이프의 최소한 일부는 당업계에 공지된 바와 같이 비교적 얇은 흡광 매트릭스(23)와 중첩된다. 그 대신, 상기 매트릭스는 스크린 소자가 피착된 후에 형성될 수도 있다. 도트(dot) 스크린도 본 발명에 따른 방법에 의해 형성될 수 있음은 물론이다. 바람직하게는 알루미늄으로 된 얇은 도전층(24)은 상기 스크린(22) 위에 놓이며, 면판(18)을 통해 형광체 소자로부터 방사된 빛을 반사시키는 수단 뿐만 아니라 상기 스크린에 균일한 전위를 인가하는 수단을 제공한다. 상기 스크린(22) 및 그 상부의 알루미늄층(24)은 스크린 조립체를 구성한다. 다공성 색선택 전극, 즉 새도우 마스크(25)는 상기 스크린 조립체에 대해서 소정의 이격 관계로 통상적인 수단에 의해 탈착식(脫搾式)으로 장착된다.
제1도에 파선으로 개략적으로 도시되어 있는 전자총(26)은 집중 경로(convergent path)를 따라 상기 마스크(25)의 미공(微孔)을 통해 상기 스크린(22)으로 3개의 전자빔(28)을 발생하고 지향시키도록 상기 네크(24)내의 중앙에 장착된다. 상기 전자총은 통상적인 전자총이며, 당업계에 공지된 임의의 적당한 전자총이면 된다. 전자총 내의 인접 전자빔의 중심 간의 간격은 전자총 종류 및 음극선관의 크기에 따라서 약 4.1 내지 6.6 mm 이다.
상기 CRT(10)는 퍼넬-네크 접합부에 위치하는 요크(30)와 같은 외부 자기편향(magnetic deflection) 요크와 함께 사용될 수 있도록 설계된다. 작동시에, 상기 요크(30)는 상기 3개의 빔(28)에 자계를 인가하여, 이 빔들이 상기 스크린(22)의 직사각형 래스터에 수평 및 수직으로 주사되게 한다. (제로 편향의) 초기편향면은 제1도에 라인 P-P로 도시되어 있으며, 상기 요크(30)의 대략 중앙에 위치한다. 간단하게 하기 위해, 상기 편향 구역 내의 상기 편향 빔 경로의 실제 곡률은 도시하지 않았다.
상기 스크린은 제3도 및 제4도에 도시된 전자 사진법에 의해 제조된다. 먼저, 당업계에 공지된 바와 같이, 상기 패널(12)은 부식액으로 세척되고 물로 헹구어지며 완충 플루오르화수소산으로 에칭된 후, 다시 한 번 물로 헹구어진다. 그 다음으로, 상기 시청 면판(18)의 내부 표면에는 바람직하게는 1971년 1월 26일에 마요드(Mayaud)에게 허여된 미합중국 특허 제3,558.310호에 개시된 종래의 습식 매트릭스 방법을 사용하여 흡광 매트릭스(31)가 마련된다. 습식 매트릭스 방법에서는, 예를 들어, 스핀 피막(spin coating)에 의해 적당한 포토레지스트 용액이 내부 표면에 도포되고, 용액이 건조되어 포토레지스트층을 형성한다. 그 다음으로, 새도우 마스크가 면판 패널에 삽입되고, 상기 패널은 새도우 마스크의 미공을 통하여 빛을 투사하는 광원으로부터의 활성광 방사(actinic radiation)에 포토레지스트층을 노광시키는 3개 1조의 라이트하우스(lighthouse) 위에 배치된다. 상기 노광은 전자총으로부터의 3개의 전자빔의 경로를 시뮬레이트(simulate)하기 위해 배치된 광원을 사용하여 두 번 더 반복된다. 빛은 형광체가 계속해서 피착될 포토레지스트층의 노광된 영역의 가용성(可溶性)을 선택적으로 변경시킨다. 제3노광후에, 상기 패널은 라이트하우스로부터 제거되고, 새도우 마스크는 상기 패널로부터 제거된다. 상기 포토레지스트층은 포토레지스트층의 가용 영역을 더 많이 제거함으로써 면판의 기저(基低) 내부 표면을 노광시키고 본래의(intact) 노광 영역을 더 적게 용해시키기 위하여 현상된다. 그 다음으로, 흡광 물질의 적당한 용액은 면판의 내부 표면 위에 균일하게 제공되어 면판의 노광 부분과 포토레지스트층의 더 적게 용해된 영역을 덮는다. 흡광 물질층은 포토레지스트층의 보유 부분과 그 상부의 흡광 물질을 용해하여 제거할 수 있는 적당한 용액을 사용하여 건조되고 현상되어, 면판의 내부 표면에 부착되는 매트릭스 층에 윈도우를 형성시킨다. 대각선의 길이가 51 cm(20인치)인 면판 패널(18)은, 제4a도에 도시된 바와 같이, 매트릭스에 형성된 윈도우 개구(openings)의 폭 a가 약 0.13 ~ 0.18 mm이며, 매트릭스 라인의 폭 b는 약 0.1 ~ 0.15 mm이다. 그 다음으로, 그 위에 매트릭스(31)가 있는 면판 패널의 내부 표면은 휘발성 유기 광도전(OPC) 층(34)에 대한 전극을 제공하는 휘발성 유기 도전(OC) 물질의 적당한 층(32)으로 피막된다. OC 층(32)과 OPC 층 (34)은 제4a도에 도시되어 있으며, 이들은 함께 흡광체(36)을 구성한다.
스크린의 형광체 소자는 흡광체(36)의 적당하게 대전된 OPC 층(34) 위에 마찰 전기에 의해 대전된 형광체 입자를 연속적으로 피착시킴으로써 형성된다. 전술한 오정렬 문제점을 해소하기 위해, 형광체의 표면 대전 성질(surface-charging properties)이 조사되었다. EPS 방법에서는, 먼저 피착된 형광체는 후속하는 제2형광체 및 제3형광체 피착을 위해 코로나 대전(corona charged)되어야 한다. 녹색 방사 형광체를 가장 먼저 피착하고, 그 다음으로 청색 방사 형광체와 적색 방사 형광체를 피착하는 종래의 EPS 방법은, 두 번째 및 세 번째로 피착된 형광체의 오정렬을 일으키게 한다. 먼저 피착된 형광체는 흡광체의 코로나 대전 중에 흡광체 자체의 전하와는 상이한 정전하를 얻는 것으로 생각된다. 만약 그렇지 않다면, 3개의 형광체의 각각의 피착은 동일할 것이며 오정렬도 발생하지 않을 것이다. 각각의 색 방사 형광체는, 흡광체 위에 피착된 후, 서로 상이하고 흡광체의 전압과도 상이한 전압으로 대전되는 것으로 측정되었는데, 이는 형광체 표면 대전 특성은 형광체의 물성(物性)과 피착된 형광체의 양에 관련된다는 결론을 내리게 되었다. 이러한 가정을 시험하기 위해, 층 전압이라고 하는 표면 대전 특성 평가를 각각의 형광체에 대해서 행하였다. 층 전압은 형광체 피착 바로 전과 형광체 피착 바로 후에 OPC 층(34)에서 측정된 전압차로서 정의된다. 형광체의 양이 층 전압에 미치는 영향은 고체(solid field) 즉, 단 하나의 색의 형광체를 흡광체 위에 피착시킴으로써 측정될 수 있다. 패널 상의 흡광체(36)의 OPC 층(34) 전압은 형광체 피착 전후에 측정되고, OPC 층 위에 피착된 형광체의 양은 형광체의 제곱 cm 당 mg 당 (per mg. per square cm. of phosphor) 층 전압을 측정함으로써 중량이 측정된다. 층 전압은 각각의 색 방사 형광체에 대해서 측정된다. 청색 방사 형광체는 C0Al2O4청색 안료를 부착시키기 위해 그 위에 아크릴 라텍스의 상부 피막을 갖는 실리카로 피막된 코어 물질을 포함한다. 적색 방사 형광체는 Fe3O4적색 안료를 부착시킨 아크릴 라텍스로 피막된 코어 물질을 포함한다. 녹색 방사 형광체는 안료가 없는 실리카 및 아크릴 라텍스로 피막된다. 표1에 층 전압을 나타낸다.
표1로부터, 녹색 방사 형광체의 층 전압이 가장 높기 때문에 녹색 방사 형광체가 오정렬에 가장 큰 영향을 끼친다고 결론지을 수 있다. 반면에, 적색 방사 형광체의 층 전압이 가장 낮으며, 이 적색 방사 형광체는 정렬 변화(alignment variation)에 영향을 받기가 가장 쉽다. 청색 방사 형광체의 층 전압은 다른 2개의 형광체의 층 전압 사이에 있지만, 이 청색 방사 형광체는 EPS 피착에 대해서 가장 우수한 성질을 제공하는데, 이것은 EPS 피착의 코로나 대전 성질이 광도전층의 성질과 가장 근접하기 때문이다. 따라서, 청색 방사 형광체를 가장 먼저 피착하는 것이 가장 좋다.
위에 나타낸 층 전압 정보를 사용하여, 6 가지의 가능한 형광체 피착 순서를 사용하여 일련의 시험을 수행하였다. 종래 기술의 G, B, R 순서에 의한 피착 순서를 바꾸는 것만으로는 오정렬 문제를 해결할 수 없을 것인데, 이는 이어서 피착되는 형광체가 먼저 피착된 형광체에 의해 영향을 받게 되고, 그 나중에 피착된 형광체에도 역시 다소의 영향을 끼치게 되기 때문이다. 따라서, 먼저 피착된 형광체의 반발 영향을 제거하기 위해, 각각의 그 이후의 형광체 피착에 대한 흡광체(36)의 OPC 층(34) 상의 조광(照光, illumination) 영역의 측면 이동이 필요하게 된다. 바꾸어 말하면, 라이트하우스 내의 광의 위치는 먼저 피착된 형광체의 반발 영향을 제거하도록 표준 라이트하우스 설정으로부터 측면으로 편위되어야 한다. 제2형광체에 대한 측면 편위의 크기를 표2에 나타내었다. 상기 측면 편위는 OPC 층 상의 X 방향, 즉 흡광체 상에 피착된 제1색 방향으로의 광영상(light image)의 이동(shift)으로서 표시된다.
전술한 바와 같이, 스크린 형광체를 피착하는 습식 반죽[슬러리]과 종래의 EPS 방법 둘 모두에서는, 녹색 방사 형광체가 가장 먼저 피착된다. 습식 슬러리 방법에서는 면판 표면 상에 정전하가 없기 때문에, 예를 들어 패널/마스크 조립체 등의 온도 영향에 기인하는 라이트하우스의 오정렬을 보정하는 데 필요하지 않는 이상, 라이트하우스 내의 광의 위치는 어떠한 측면 편위도 필요하지 않게 된다. 종래의 방법들에서는, 적색 및 청색 방사 형광체에 대한 라이트하우스 램프 위치는 녹색 충돌 전자총에 대한 적색 및 청색 충돌 전자총으로부터의 전자빔 사이의 간격을 시뮬레이트하기 위해 녹색 설정점 양측면에 동일한 거리로 설정된다. 51 cm 면판에서, 보정이 없는 것으로 가정한 표준 라이트하우스 설정은 G(녹색)=0, B(청색)=-4.064 mm 이고 R(적색)=+4.064 mm이다. 그러나, 이하의 시험에서 사용되는 라이트하우스에서는 +0.254 mm(0.010 인치)의 보정이 요구된다. 따라서, 라이트하우스 보정을 고려하여, (보정된) 표준 설명은 G=+0.254 mm, B=-3.81 mm 이며 R=+4.318 mm이다.
보정된 표준 라이트하우스 설정을 사용하여, 6개의 가능한 형광체 피착 순서 각각에 대해 EPS 방법에 의해 3개의 면판 패널이 스크린되었으며, 스크린 상의 11개 지점, 즉 중심(c), 각 모서리(2D, 4D, 8D 및 10D). 장축 및 단축(각각 3, 9시 방향 및 6, 12시 방향)의 단부, 중심의 좌우 장축의 중간점(각각 3M 및 9M)에서 형광체 라인의 오정렬이 측정되었다. 각 시점에서, 각 형광체 피착 순서에 대해 3개의 패널의 오정렬의 정도를 측정하였으며, 각 색에 대한 평균값을 기록하였다. 형광체 라인의 오정렬이라 함은 의도된 지점으로부터 +/-0.023 mm(0.0009 인치) 이상의 변위된 라인으로서 정의된다. 라이트하우스 내에 있는 램프의 측면 위치를 조정함으로써 형광체 라인의 최소 오정렬을 얻기 위해, EPS 방법에 의해 3개의 추가 패널을 스크린하였다. 각 형광체 피착 순서로 최종 3개의 패널을 스크린하기 위해 램프 위치를 변경하였기 때문에, 3개 중 가장 우수한 패널만을 최적화된 조정으로서 기재한다. 그 시험 결과를 표3에 요약한다.
경이롭게도, 먼저 피착된 형광체에 의한 나중에 피착된 형광체의 정전 반발(electrostatic repulsion) 작용에 의해서만 오정렬이 발생되는 것으로 예상된 바와 같이, 흡광체(36)의 전하와는 상이한 정전하를 갖는 제2 및 제3번째로 피착된 형광체에서 오정렬이 모두 발생되지는 않았다. 제1피착 오정렬의 원인은 밝혀지지 않았다. 패널 상의 각 형광체 위치에 대한 표준 라이트하우스 설정과 최적의 라이트하우스 설정 둘 모두를 사용하여 스크린된 패널에 대한 색 피착에 의한 오정렬을 표4에 나타내었다. 표4로부터, 패널 위치는 표준 라이트하우스 설정에 대해서는 8D로부터 변화되며 최적의 라이트하우스 설정에 대해서는 3시 방향 위치로부터 변화되는, 제1피착 오정렬의 최대 빈도수를 갖는다는 것이 명백하다.
형광체 색에 의한 오정렬 결함의 수를 표 5에 나타내었다.
이 시험에서 스크린된 각 패널은 제3도와 제4도에 도시된 바와 같이 처리된다. 먼저, 패널(12)을 세척하고 면판(18)의 내부 표면에 매트릭스(31)를 구비한다. 제4a도에 도시된 바와 같이, 매트릭스(31) 위에 OC 층(32)이 피착되고, OC 층 위에 OPC 층(34)이 형성되어 흡광체(36)를 형성한다. OC 층(32)과 OPC 층(34) 용으로 적당한 물질은 1994년 12월 6일에 대터(Datta) 등에 의해 출원된 미합중국 특허 제5,370,952호 및 1993년 12월 22일에 대터(Datta) 등에 의해 출원된 미합중국 특허 출원 번호 제168,486호(RCA 87,102)에 기재되어 있다. 흡광체는 +200 ~ +700 볼트의 전압으로 흡광체를 대전시키는 적당한 코로나 방전 장치를 사용하여 정전기에 의해 균일하게 대전된다. 적당한 대전 장치는 1992년 1월 28일에 대터(Datta) 등에게 허여된 미합중국 특허 제5,083,959호에 기재되어 있다. 그 다음으로, 새도우 마스크(25)가 패널(12) 내에 삽입되고 양으로 대전된 흡광체(36)는 새도우 마스크(25)를 통해 라이트하우스(도시하지 않음) 내에 설치된 크세논 플래쉬 램프 또는 수은 아크와 같은 충분한 세기의 기타 광원으로부터의 가시광선에 노광된다. 보정된 모든 표준 위치에 대한 라이트하우스 내의 램프의 위치는 위에 기재되어 있다. 새도우 마스크(25)의 미공을 통과한 빛은 비조광(非照光) 영역을 방전함이 없이, 그 위에 빛이 투사되는 흡광체(36) 상의 조광 영역을 방전시킴으로써 대전 영상을 생성한다. 새도우 마스크(25)를 패널(12)로부터 제거하고, 패널을 제1형광체 현상기(developer. 도시하지 않음) 위에 놓는다. 제1색 방사 형광체는 현상기 내에서 마찰 전기에 의해 양으로 대전되고, 흡광체(36)를 향하게 된다. 양으로 대전된 제1색 방사 형광체는 흡광체(36) 상의 양으로 대전된 영역에 의해 반발되고, 당업계에서 반전(reversal) 현상(development)이라고 하는 방법에 의해 상기 방전된 영역 상에 피착된다. 반전 현상 및 적당한 현상기는 1993년 10월 6일에 리들(Riddle) 등에 의해 출원되어 심사 대기 중인 미합중국 특허 출원 번호 제132,263호(RCA 85,649)에 기재되어 있다. 약술하면, 반전 현상에서, 마찰 전기에 의해 대전된 스크린 구조체 입자들은 같은 종류로 대전된 흡광체 영역에 의해 반발되고, 흡광체의 방전된 영역 위에 피착된다. 제1색 방사 형광체, 즉 청색의 위치가 제4b도에 도시되어 있다. 형광체 라인은 폭 c가 약 0.15 ~ 0.27 mm이고, 상기 라인의 양측면과 매트릭스(31)가 약간 중첩된다. 그 다음으로, 패널(12)은 전술한 코로나 방전 장치를 사용하여 재대전된다. 흡광체(36) 및 그 위에 피착된 제1색 방사 형광체에 양의 전압이 생긴다. 나머지 2개의 색 방사 형광체에 대해서 광노광 및 형광체 현상 단계가 반복되어 제4c도 및 제4d도에 도시된 구조체를 생성한다. 형광체 라인의 트라이어드에 대한 반복 간격 d는 약 0.84 ~ 0.91 mm(0.033 내지 0.036 인치)이다.
표3 내지 표5를 참조하면, 본 발명에 따른 양호한 순서는 청색 방사(B) 형광체를 가장 먼저 피착하고, 그 다음으로 적색 방사(R) 형광체를 피착하며, 마지막으로 녹색 방사(G) 형광체를 피착하게 되는데, 그 이유는 표3에 도시된 바와 같이 이 순서가 표준 라이트하우스 설정과 최적 설정 양자에서 오정렬된 위치의 개수가 같으며 최소의 오정렬 위치를 가지기 때문이다. 상기 청, 녹, 적색 방사 형광체 순서(B, G, R)는 최적의 라이트하우스 설정을 사용하여 오정렬 위치의 개수를 상당히 감소시키지만, 최종적으로 피착될 적색 방사 형광체가 과다하게 쌓이게(heavy piling)되기 때문에 시험 생산(pilot production) 계획에 이 설정을 이용하려고 시도했으며, 사용되지는 않는다.
상기 청색, 적색, 녹색 방사 형광체 순서(B, R, G) 는, 오정렬을 최소와하는데 최적인데, 그 이유는 B=-3.974 mm, R=+4.572 mm 및 G=+0.254 mm의 최적 라이트하우스 파라메타를 사용하여 라이트하우스의 빛의 위치를 측면으로 편위시킴으로써 청색 방사 형광체의 층 전압(29 v/mg/cm )과 적색방사 형광체의 층 전압(20 v/mg/cm )이 상호 작용할 수 있기 때문이다. 이들 최적 라이트하우스 설정은 표준 라이트하우스 세팅에 비해서 적은 라이트하우스 조정을 요구한다. 최종적으로, 상기 B, R, G 순서는, 층 전압(56 v/mg/cm )이 최고인 녹색 방사 형광체를 마지막으로 피착시키고, 이렇게 함으로써 자신의 높은 층 전압의 유해한 영향을 제거한다.
기타의 수용 가능한 피착 순서는 표준 및 최적의 라이트하우스 설정 양자에 대해서 차선의 오정렬 위치를 갖는 R, G, B와 R, B, G 순서를 포함하는데, 여기서 라이트하우스의 최적 설정은 상기 R, G, B 순서만큼 적은 오정렬 위치를 제공한다. 상기 R, B, G 순서에 대한 최적의 라이트하우스 보정은 R=+4.191 mm, B=-3.937 mm 및 G=+0.381 mm이며, 상기 R, G, B 순서에 대한 최적의 라이트하우스 보정은 R=+4.191 mm, G=+0.381 mm 및 B=-3.683 mm이다.
본 발명은 형광체 소자의 오정렬의 주요한 원인은 코로나 방전 장치에 의한 마찰 전기에 의해 대전된 먼저 피착된 형광체 입자와 마찰 전기에 의해 대전된 나중에 피착된 형광체 입자 간의 상호 반발 작용에 의한 결과라는 것을 나타내고 있다. 그러나, 제2 및 제3현상에 대해서 흡광체의 노광 영역이 제1피착 형광체 또는 층 전압이 더 높은 먼저 피착된 형광체를 향해 변위되도록 하여 피착된 형광체의 반발력이 제거될 수 있도록 하기 위해, 라이트하우스에 측면 편위를 제공하므로서 오정렬이 최소화 될 수 있다.
상기 3개의 형광체는 1990년 4월 17일에 리트(Ritt) 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,917,978호에 기재된 방식으로, 물질을 적당한 용매의 증기와 접촉시킴으로서 흡광체(36)의 OPC 층(34)에 용해된다. 그 다음으로, 상기 스크린 구조체는 당업계에 공지된 바와 같이, 스프레이-필름화되고 알루미늄 처리되어 발광 스크린 조립체를 형성한다. 상기 스크린 조립체는 스크린 조립체의 휘발 성분을 없애기 위해, 약 30분 동안 약 425℃의 온도에서 소성된다.

Claims (5)

  1. 내부 표면에 흡광체를 갖는 컬러 CRT 용 면판 패널의 내부 표면에 발광 스크린 조립체를 전자 사진법으로 제조하는 방법에 있어서, 실질적으로 균일한 정전압을 갖도록 상기 흡광체를 대전시키는 단계와, 그 내부에 광원을 갖는 노광 장치 위에 상기 패널을 배치하고, 상기 흡광체의 선택된 영역을 상기 노광 장치로부터의 가시광선에 노광시켜 상기 흡광체의 비노광 영역의 전압에 영향을 끼침이 없이 상기 선택된 노광 영역의 전압에 영향을 끼치는 단계와, 마찰 전기에 의해 대전된 제1색 방사 형광체를 상기 흡광체의 선택된 노광 영역 위에 피착하는 단계와, 상기 흡광체의 비노광 영역과 상기 제1색 방사 형광체를 재대전시켜, 상기 흡광체의 비노광 영역의 전압이 상기 제1색 방사 형광체의 전압과 상이한 정전압을 다시 갖도록 하는 단계를 포함하며, a) 상기 노광 장치 내의 상기 광원의 위치가 상기 흡광체(36)와 상기 제1색 방사 형광체 간의 전압차에 의해 결정된 크기만큼 편위되는 상기 노광 장치 위에 상기 패널(12)을 재배치시키고, 상기 흡광체의 비노광 영역의 전압과 상기 제1색 방사 형광체의 전압에 영향을 끼침이 없이 상기 흡광체의 선택된 영역을 가시광선에 노광시키는 단계와, b) 마찰 전기에 의해 대전된 제2색 방사 형광체를 상기 흡광체의 선택된 노광 영역 위에 피착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 스크린 조립체의 전자 사진법 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, c) 상기 흡광체(36)의 비노광 영역과 상기 제1 및 제2색 방사 형광체를 재대전시켜, 상기 흡광체의 비노광 영역의 전압이 상기 제1 및 제2색 방사 형광체의 전압과 상이한 정전압을 다시 갖도록 하는 단계와, d) 상기 노광 장치 내의 상기 광원의 위치가 상기 흡광체와 상기 제1 및 제2색 방사 형광체 간의 전압차에 의해 결정된 크기만큼 편위되는 상기 노광 장치 위에 상기 패널을 재배치시키고, 상기 흡광체의 비노광 영역의 전압과 상기 제1 및 제2색 방사 형광체의 전압에 영향을 끼침이 없이 상기 흡광체의 선택된 영역을 가시광선에 노광시키는 단계와, e) 마찰 전기에 의해 대전된 제3색 방사 형광체를 상기 흡광체의 선택된 노광 영역 위에 피착하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 스크린 조립체의 전자 사진법 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, (i) 상기 형광체(B, G, R)를 상기 발광 스크린(22)의 상기 흡광체(36)에 용해시키는 단계와, (ii) 상기 용해된 스크린을 필름화하는 단계와, (iii) 상기 필름화된 스크린을 알루미늄 처리하는 단계와, (iv) 상기 알루미늄 처리된 스크린을 소성 처리하여 휘발 성분을 제거하여 상기 발광 스크린 조립체(22, 24)를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 스크린 조립체의 전자 사진법 제조 방법.
  4. 최소한 2개의 형광체는 나중에 피착되는 형광체의 피착에 영향을 미치는 상이한 표면 대전 성질을 가지며, 내부 표면에 구비된 흡광체 상에 마찰 전기에 의해 대전된 3개의 색 방사 형광체를 피착시킴으로써 컬러 CRT 용 면판 패널의 내부 표면에 발광 스크린 조립체를 전자 사진법으로 제조하는 방법에 있어서, 실질적으로 균일한 정전압을 갖도록 상기 흡광체를 대전시키는 단계와, 그 내부에 광원을 갖는 노광 장치 위에 상기 패널을 배치하고, 상기 흡광체의 선택된 영역을 상기 노광 장치로부터의 가시광선에 노광시켜 상기 흡광체의 비노광 영역의 전압에 영향을 끼침이 없이 상기 노광 영역의 전압에 영향을 끼침으로써 대전 영상을 만드는 단계와, 마찰 전기에 의해 대전된 제1색 방사 형광체를 반전 형상에 의해 상기 흡광체의 선택된 노광 영역 위에 피착하는 단계와, 상기 흡광체의 비노광 영역과 상기 제1색 방사 형광체를 재대전시켜, 상기 형광체의 표면 대전 성질 때문에 상기 흡광체의 비노광 영역의 전압이 상기 제1색 방사 형광체의 전압과 상이한 전압을 다시 갖도록 하는 단계를 포함하며, a) 상기 노광 장치 내의 상기 광원의 위치가 상기 흡광체(36)와 상기 제1색 방사 형광체 간의 전압차에 의해 결정된 크기만큼 편위되는 상기 노광 장치 위에 상기 패널(12)을 재배치시키고, 상기 흡광체의 비노광 영역의 전압과 상기 제1색 방사 형광체의 전압에 영향을 끼침이 없이 상기 흡광체의 선택된 영역을 가시광선에 노광시키는 단계와, b) 마찰 전기에 의해 대전된 제2색 방사 형광체를 반전 현상에 의해 상기 흡광체의 선택된 노광 영역 위에 피착하는 단계와, c) 상기 흡광체의 비노광 영역과 상기 제1 및 제2색 방사 형광체를 재대전시켜, 상기 형광체의 표면 대전 성질 때문에 상기 흡광체의 비노광 영역의 전압이 상기 제1 및 제2색 방사 형광체의 전압과 상이한 정전압을 다시 갖도록 하는 단계와, d) 상기 노광 장치 내의 상기 광원의 위치가 상기 흡광체와 상기 제1 및 제2색 방사 형광체 간의 전압차에 의해 결정된 크기 만큼 편위되는 상기 노광 장치 위에 상기 패널을 재배치시키고, 상기 흡광체의 비노광 영역의 전압과, 상기 제1 및 제2색 방사 형광체의 전압에 영향을 끼침이 없이 상기 흡광체의 선택된 영역을 가시광선에 노광시키는 단계와, e) 마찰 전기에 의해 대전된 제3색 방사 형광체를 반전 현상에 의해 상기 흡광체의 선택된 노광 영역 위에 피착하여 발광 스크린을 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 스크린 조립체의 전자 사진법 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, (i) 상기 형광체(B, G, R)를 상기 발광 스크린(22)의 상기 흡광체(36)에 용해시키는 단계와, (ii) 상기 용해된 스크린을 필름화 하는 단계와, (iii) 상기 필름화된 스크린을 알루미늄 처리하는 단계와, (iv) 상기 알루미늄 처리된 스크린을 소성 처리하여 휘발 성분을 제거하여 상기 발광 스크린 조립체(22, 24)를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 스크린 조립체의 전자 사진법 제조 방법.
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