KR100197579B1

KR100197579B1 - 이중층 형광막 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100197579B1
Application number: KR1019960061376A
Authority: KR
Inventors: 이준배; 박창원; 배재우
Original assignee: 손욱; 삼성전관주식회사
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 1999-06-15
Also published as: US5866977A; BR9703291A; DE19727245A1; TW350962B; JPH10172460A; CN1184325A; MX9704904A; KR19980043499A

Abstract

블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 음극선관의 발광을 위하여 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 부위에 형성된 적색 및 녹색의 형광체 및 이중층으로 이루어진 청색 형광체를 포함하는 이중층 형광막을 제공하며, 여기에서 상기한 이중층 청색 형광체는 패널 위에 형성된 첫 번째층 청색 형광체의 CIE Y 색좌표는 0.045 내지 0.065이며, 상기 첫 번째층 위에 형성된 두 번째층 청색 형광체의 CIE Y 색좌표는 0.075 내지 0.095으로서, 이러한 이중층 형광막은 휘도, 색재현 범위 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

Description

이중층 형광막 및 그의 제조방법

[산업상 이용 분야]

본 발명은 이중층 형광막 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 청색 형광체를 이중으로 형성하여 휘도, 콘트라스트 및 색재현 범위를 향상시킬 수 있는 음극선관용 이중층 형광막 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

[종래기술]

일반적인 새도우 마스크형 음극선관(shadow-mask-type CRT tube)은 전자빔(electron beam) 발사장치에 의해 조사되는 적, 녹, 청 3개의 전자빔이 새도우 마스크의 구멍을 통과하여 한 점으로 집중한 다음 패널 내면의 형광면(phosphor screen)에 형성된 적, 녹, 청의 형광체에 각각의 전자빔이 충돌하여 소정의 화상을 재현하는 구조로 되어 있다.

상기의 형광면은 소정의 패턴으로 형성되어 있는 적, 녹, 청의 형광체와 이들 형광체 사이의 동일면에 형성된 광흡수막인 블랙 매트릭스(black matrix)로 이루어져 있다.

형광면을 형성하기 위한 공정은 통상적으로 다음과 같은 단계로 이루어진다.

패널에 포토레지스터(photoresist)를 도포한 후 열 등으로 건조하고, 상기의 패널을 마스크 슬롯을 통하여 자외선을 조사하여 노광한다. 이와 같이 노광이 완료된 패널은 세정하여 현상함으로써 노광되지 않은 포토레지스터를 제거하고 건조한다. 상기와 같이 포토레지스터막이 형성된 부분과 형성되지 않은 부분이 규칙적으로 배열된 패널상에 블랙 매트릭스 물질을 도포한 후 에칭함으로써 블랙 매트릭스를 제조한다. 이와 같이 블랙 매트릭스가 형성된 패널에 적, 녹, 청의 형광체를 사용하여 형광면을 형성하고 여기에 알루미늄(aluminium) 막을 증착함으로써 형광막을 제조한다.

상기와 같은 구조를 가지는 형광막에 있어서, 휘도, 색재현 범위 및 콘트라스트(contrast)는 음극선관의 화질에 영향을 미치는 매우 중요한 요소인데, 전자선에 대한 발광 강도를 증가시켜 음극선관의 휘도를 향상시키고, 외광에 대한 반사도를 증대시켜 콘트라스트를 향상시키기 위한 노력이 꾸준히 계속되어 왔다.

한편, 현재 음극선관에는 청색 형광체로서는 ZnS;AgAl 또는 ZnS;AgCl 등이 사용되는 것이 일반적인데, 도 3에서 알 수 있듯이, 휘도 및 색좌표(Y)의 크기는 서로 반비례하는 특징이 있다. 색좌표의 값이 커진다는 것은 색이 옅어져서 색재현 범위가 그만큼 저하됨을 의미하므로, 휘도와 색재현 범위를 동시에 향상시키는 것은 항상 일정 정도의 제한을 가진다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 기본적인 ZnS계 청색 형광체에 소량의 첨가물을 이용한 고휘도화 및 필터(filter)를 패널에 부착하는 등의 방법으로 고콘트라스트화가 시도되고 있으나, 이는 음극선관에서 미약한 성능 향상이 나타날 뿐이고, 필터를 사용한 경우 공정상 어려움 등이 따르며 공정 원가를 상승시키는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 휘도, 색재현 범위 및 콘트라스트가 향상된 이중층 형광막 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 블랙 매트릭스가 도포된 패널에 적색, 녹색, 청색의 형광체를 형성한 종래의 형광막을 개략적으로 나타내는 단면도.

도 2는 블랙 매트릭스가 도포된 패널에 적색 및 녹색의 형광체 및 이중층의 청색 형광체를 형성한 본 발명의 일실시예인 형광막을 개략적으로 나타내는 단면도.

도 3은 휘도 및 색좌표의 관계를 나타내는 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1. 음극선관용 패널

2. 블랙 매트릭스 도트

R : 적색 형광체

G : 녹색 형광체

B : 청색 형광체

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 음극선관의 발광을 위하여 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 부위에 형성된 적색 및 녹색의 형광체 및 이중층으로 이루어진 청색 형광체를 포함하는 이중층 형광막을 제공한다. 여기에서 상기한 이중층 청색 형광체는 패널 위에 형성된 첫 번째층 청색 형광체의 CIE Y 색좌표는 0.045 내지 0.065이며, 상기 첫 번째층 위에 형성된 두 번째층 청색 형광체의 CIE Y 색좌표는 0.075 내지 0.095이다. 상기한 첫 번째층 청색 형광체는 5 내지 10㎛의 직경을 가지며, 안료를 부착하는 것이 바람직하며, 상기한 두 번째층의 청색 형광체는 안료를 부착하지 않는 것이 바람직하다. 그리고, 상기한 첫 번째층의 두께 : 두 번째층의 두께는 1 : 2인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 적색 및 녹색 형광체를 형성하고, 상기 패널에 CIE Y 색좌표가 0.045 내지 0.065인 첫 번째층 청색 형광체 슬러리를 도포하고, 상기 첫 번째 청색 형광체 슬러리의 위에 CIE Y 색좌표가 0.075 내지 0.095인 두 번째층 청색 형광체 슬러리를 도포하고, 상기 첫 번째층 및 두 번째층의 청색 형광체 슬러리를 노광 및 현상하여 이중층 청색 형광체를 형성하는 단계를 포함하는 이중층 형광막의 제조 방법을 제공한다. 여기에서, 상기한 첫 번째층 청색 형광체는 5 내지 10㎛의 직경을 가지며, 안료를 부착하는 것이 바람직하며, 상기한 두 번째층 청색 형광체는 안료를 부착하지 않는 것이 바람직하다. 그리고, 상기한 첫 번째층의 두께 : 두 번째층의 두께는 1 : 2인 것이 바람직하다.

[실시예]

대표적인 실시예

도 2에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(2)가 형성된 음극선관용 패널(1)에 적색 및 녹색의 형광체(R 및 G)를 종래의 방법으로 형성한다. 적색 및 녹색의 형광체가 형성된 후 안료를 부착하여 CIE Y 색좌표가 0.045 내지 0.065인 청색 형광체 슬러리(B1)를 도포하고, 이러한 첫 번째층 청색 형광체 슬러리 위에 CIE Y 색좌표가 0.075 내지 0.095인 청색 형광체(B2) 슬러리를 도포한 후 이들 두층의 청색 형광체 슬러리를 노광 및 현상하여 이중층 청색 형광체를 형성한다. 도포 방법은 스핀 코팅(spin coating) 또는 롤 코팅(roll coating)등 종래의 코팅 방법을 사용할 수 있다. 첫 번째층(B1) 두께 : 두 번째층(B2)의 두께는 약 1 : 2로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 적색, 녹색 및 이중층의 청색 형광체를 형성한 후 알루미늄 막을 증착함으로써 형광막을 완성한다.

바람직한 실시예

본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 구성 및 효과를 나타내는 본 발명의 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

14 inch 크기의 음극선관용 패널에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트를 형성하였다. 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 적색의 형광체를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 형광체에도 반복하여 적용하였다. 이와 같이 적색 및 녹색의 형광체가 형성된 후 안료를 부착하여 CIE Y 색좌표가 0.055인 청색 형광체(B1) 슬러리를 10㎛의 두께로 도포하고, 이러한 첫 번째층 청색 형광체 슬러리 위에 CIE Y 색좌표가 0.093인 청색 형광체(B2) 슬러리를 20㎛의 두께로 도포하여, 이들 두층의 청색 형광체 슬러리를 노광 및 현상함으로써 적색, 녹색 및 이중층의 청색 형광체를 형성한 후 알루미늄 막을 증착함으로써 본 발명의 이중층 형광막을 제조하였다.

비교예 1

도 1에서 알 수 있듯이, 14 inch 크기의 음극선관용 패널(1)에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트(2)를 형성하였다. 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 적색의 형광체(R)를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 형광체(G)에도 반복하여 적용하였다. 이와 같이 적색 및 녹색의 형광체가 형성된 후 CIE Y 색좌표가 0.066인 청색 형광체 슬러리를 10㎛의 두께로 도포, 노광 및 현상하여 청색 형광체(3)를 형성하였다. 이와 같이 적색, 녹색 및 청색 형광체를 형성한 후 알루미늄 막을 증착함으로써 형광막을 제조하였다.

비교예 2

14 inch 크기의 음극선관용 패널에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트를 형성하였다. 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 적색의 형광체를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 형광체에도 반복하여 적용하였다. 이와 같이 적색 및 녹색의 형광체가 형성된 후 CIE Y 색좌표가 0.093인 청색 형광체 슬러리를 10㎛의 두께로 도포하고, 이러한 첫 번째층 청색 형광체 슬러리 위에 안료를 첨가하여 CIE Y 색좌표가 0.055인 청색 형광체 슬러리를 20㎛의 두께로 도포한 후 이들 두층의 청색 형광체 슬러리를 노광 및 현상함으로써 이중층 청색 형광체를 형성하였다. 이와 같이 적색, 녹색 및 이중층의 청색 형광체를 형성한 후 알루미늄 막을 증착함으로써 이중층 형광막을 제조하였다.

비교예 3

도 1에서 알 수 있듯이, 14 inch 크기의 음극선관용 패널(1)에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트(2)를 형성하였다. 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 적색의 형광체(R)를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 형광체(G)에도 반복하여 적용하였다. 이와 같이 적색 및 녹색의 형광체가 형성된 후 CIE Y 색좌표가 0.093인 청색 형광체 슬러리와 CIE Y 색좌표가 0.055인 청색 형광체 슬러리를 혼합하여 10㎛의 두께로 도포한 후 노광 및 현상하여 청색 형광체를 형성하였다. 이와 같이 적색, 녹색 및 청색 형광체를 형성한 후 알루미늄 막을 증착함으로써 형광막을 제조하였다.

본 발명의 실시예 및 비교예의 제조 방법에 의하여 제조된 형광막을 사용하여 음극선관을 제조한 후 광학계 Minlota CA-100을 사용하여 휘도 및 형광체 반사율비 즉, 콘트라스트를 측정한 결과를 하기한 표 1에 나타내었다.

	CIE Y 색좌표	휘도(%)	형광체 반사율비
실시예 1	첫 번째층의 형광체 0.055두 번째층의 형광체 0.093	121	115
비교예 1	0.066	100	100
비교예 2	첫 번째층의 형광체 0.093두 번째층의 형광체 0.055	113	85
비교예 3	두 층의 형광체의 혼합	102	95

상기한 표 1에서 알 수 있듯이 본 발명의 이중층 형광막은 일반적인 제조 방법에 의하여 제조된 비교예 1의 형광막에 비하여 휘도가 약 20% 향상되었으며, 형광체 반사율비는 약 15% 향상된 것을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명의 음극선관은 고휘도가 가능해짐에 따라서 음극선관의 발광 면적을 줄여줄 수 있으므로 더 작은 도트(dot)를 가지는 음극선의 제조가 가능해져 차세대 HDTV에도 적용할 수 있음을 예상할 수 있다.

Claims

블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널; 및

상기 패널에 음극선관의 발광을 위하여 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 부위에 형성된 적색, 녹색 및 청색 형광체, 상기 청색 형광체는 이중층으로 형성되어 있으며, 패널 위에 형성된 첫 번째층 청색 형광체의 CIE Y 색좌표는 0.045 내지 0.065이며, 상기 첫 번째층 위에 형성된 두 번째층 청색 형광체의 CIE Y 색좌표는 0.075 내지 0.095임;

을 포함하는 이중층 형광막.
제1항에 있어서, 상기한 첫 번째층 청색 형광체는 5 내지 10㎛의 직경을 가지며, 안료를 부착한 것인 이중 형광막.
제1항에 있어서, 상기한 두 번째층의 청색 형광체는 안료를 부착하지 않은 것인 이중 형광막.
제1항에 있어서, 상기한 첫 번째층의 두께 : 두 번째층의 두께는 1 : 2인 이중 형광막.
블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 적색 및 녹색 형광체를 형성하는 단계;

상기 패널에 CIE Y 색좌표가 0.045 내지 0.065인 첫 번째층 청색 형광체 슬러리를 도포하는 단계;

상기 첫 번째층 청색 형광체 슬러리의 위에 CIE Y 색좌표가 0.075 내지 0.095인 두 번째층 청색 형광체 슬러리를 도포하는 단계;

상기 첫 번째층 및 두 번째층의 청색 형광체 슬러리를 노광 및 현상하여 이중층 청색 형광체를 형성하는 단계;

를 포함하는 이중층 형광막의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기한 첫 번째층 청색 형광체는 5 내지 10㎛의 직경을 가지며, 안료를 부착한 것인 이중층 형광막의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기한 두 번째층 청색 형광체는 안료를 부착하지 않은 것인 이중층 형광막의 제조 방법
제5항에 있어서, 상기한 첫 번째층의 두께 : 두 번째층의 두께는 1 : 2인 이중층 형광막의 제조 방법.