KR100199557B1 - 플리커리스 브라운관용 형광막 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

청색 형광체막과 BM 막 위에 UV 형광막을 도포한 이중막 구조를 갖는 플리커리스 브라운관용 청색 형광체 및 UV 형광체의 이중 형광막의 제조 방법을 제공하며, 청색 형광막에 UV 형광체를 도포하여 이중 형광막을 형성시켜줌으로써 잔광이 짧은 청색 형광체의 잔광 시간을 회로 구조의 변화없이 장 잔광으로 실현할 수 있는 플리커리스 브라운관용 청색 형광체 및 UV 형광체의 이중 형광막을 실현할 수 있어, TV를 시청하거나 모니터를 사용하는 브라운관 사용자의 눈의 피로감을 덜어줄 수 있으며, 또한 상기 이중 형광막 제조시 UV 형광막은 도포, 건조 공정만으로도 용이하게 만들어지기 때문에, 제조 공정이 비교적 단순하여 이중 형광막 구조임에도 불구하고 불량률을 증가시키지 않으면서 종래 청색 형광체의 단점인 잔광 시간을 조절할 수 있다.

Description

플리커리스 브라운관용 형광막 및 그 제조 방법
[산업상 이용 분야]
본 발명은 브라운관(braun)용 형광막에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자 빔(electron beam)에 의해 여기되어 UV를 발광하는 UV 형광체를 사용하여 기존의 청색 형광막 위에 이중 형광막을 형성시켜 플리커(flicker) 현상을 제거한 플리커리스(flickerless) 브라운관용 형광막 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
[종래 기술]
일반적인 새도우 마스크형 브라운관(shadow-mask-type CRT tube)은 전자 빔 발사장치에 의해 조사되는 적, 녹, 청 3개의 전자 빔이 새도우 마스크의 구멍을 통과하여 한 점으로 집중한 다음 패널 내면의 형광막(phosphor screen)에 형성된 적, 녹, 청의 형광체에 각각의 전자 빔이 충돌하여 소정의 화상을 재현하는 구조로 되어 있다. 상기의 형광막은 소정의 패턴으로 형성되어 있는 적, 녹, 청의 형광체와 이들 형광체 사이의 동일면에 형성된 광 흡수막인 BM(블랙 매트릭스)으로 이루어져 있다.
형광막을 형성하기 위한 공정은 통상적으로 다음과 같은 단계로 이루어진다. 패널에 포토레지스터를 도포한 후 열 등으로 건조하고, 상기의 패널을 마스크 슬롯을 통하여 UV를 조사하여 노광한다. 이와 같이 노광이 완료된 패널은 세정하여 현상함으로써 노광되지 않은 포토레지스터를 제거하고 건조한다. 상기와 같이 포토레지스터 막이 형성된 부분과 형성되지 않은 부분이 규칙적으로 배열된 패널상에 블랙 매트릭스 물질을 도포한 후 에칭함으로써 블랙 매트릭스를 제조한다. 이와 같이 블랙 매트릭스가 형성된 패널의 블랙 매트릭스 도트가 존재하지 않는 부위에 집중적으로 적, 녹, 청의 형광체를 사용하여 형광막을 형성함으로써 형광막을 제조한다. 종래의 브라운관은 도 1에서와 같이 적, 녹, 청 형광막이 개별적으로 존재하며, 또한 각기 잔광 시간(decay time)이 서로 다른 형광체가 사용된다. 특히, 청색(blue)형광체의 경우는 ZnS:Ag,Cl 또는 ZnS:Ag,Al이 사용되고 있으며, 이들의 10% 잔광 시간은 100-200㎲ 정도이다. 보통 브라운관에서 전자 빔 주사선이 각 화소(pixel)의 청색 형광체를 때린 후 다시 그 청색 화소를 때리는 데 걸리는 시간은 약 16ms로서 기존 청색 형광체의 잔광 시간은 전자 빔 주사선이 스캔하는 속도와 비교시 매우 짧기 때문에 브라운관의 플리커 현상이 일어나게 되며, 이로 인해 눈의 피로감이 느껴지게 되는 것이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존 브라운관의 생산과 비교하여 비교적 간단한 생산 공정으로 기존 브라운관의 문제점인 플리커가 개선된 플리커리스 브라운관용 형광막과 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 브라운관 형광막의 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 청색 형광체의 형광막에 UV 형광체를 형성시킨 플리커리스 브라운관용 이중 형광막의 개략적인 단면도.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 플리커리스 브라운관용 형광막 및 그 제조방법을 제공한다. 즉, 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 음극선관의 발광을 위하여 상기 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 부위에 형성된 적, 녹, 청의 형광체, 상기 적, 녹, 청 형광체의 청색 형광체 막의 위에 형성된 UV 형광체를 포함하는 플리커리스 브라운관용 형광막의 제조 방법을 제공한다.
상기 UV 형광막을 위한 UV 형광체는 청색과 UV 형광을 동시에 발광하는 형광체는 Zn2SiO4:Ti, HfO2:Ti가 바람직하다.
상기 UV 형광체의 발광 파장의 범위는 300-420nm 가 바람직하다.
상기 UV 형광체는 Zn2SiO4:Ti, ZnGa2O4:Li,Ti, Y2SiO5:Ce, Y2Si2O7:Ce, BaSi2O5:Pb 및 Ba2SiO4:Pb으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 UV 형광체는 CaS:Pb, CaO:Pb, Y2O3:Gd, HfO2:Ti, Zn2SiO4:Ti, ZnGa2O4:Li,Ti, Y2SiO5:Ce, Y2Si2O7:Ce, BaSi2O5:Pb 및 Ba2SiO4:Pb에서 선택되는 것이 가장 바람직하다.
상기 청색 형광체는 전자 빔에 의한 발광에 비해 잔광 시간이 긴 광 형광(photoluminescence)을 생성하는 형광체 ZnS:Ag,Cl, ZnS:Ag,Al이 바람직하다.
상기 열거된 형광체들 가운데 Y2O3:Gd 등의 잔광 시간은1 내지 2 msec 영역이므로 본 발명에서 목적하는 장 잔광 효과를 충분히 실현할 수 있다.
또한 상기 UV 형광체를 도포한 이중 형광막은 청색 형광체와 UV 형광체의 이중 형광막 형성시 도포, 건조, 노광, 현상, 세정의 공정을 2회 반복하는 것이 아니라 도포, 건조 공정만을 반복하고, 나머지 노광, 현상, 세정 공정들은 1회에 한하므로 이중 형광막 제조시에도 기존 회로의 구조 및 시간을 크게 바꾸지 않고 이중 형광막의 형성이 가능한 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 기존의 적, 녹, 청 형광막의 청색 형광막 위에 UV 형광체 슬러리를 도포한 후 Al막을 도포한다.
다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
대표적인 실시예
본 발명을 실현하기 위하여 우선 유리 기판을 먼저 깨끗이 세정한 후 BM(블랙 매트릭스)막을 만든다. BM막은 폴리비닐 알콜, 중크롬산나트륨, 프로필렌옥사이드 및 에틸렌옥사이드 중합체, 아크릴 에멀젼, 순수로 이루어진 감광성 수지를 패널 내면에 도포하고 건조시킨 뒤, 현상하여 감광성 수지 패턴을 형성한다. 형성된 수지 패턴 상부에 흑연을 도포하고 과산화수소를 이용하여 에칭함으로 감광성 수지를 제거하고 BM막을 형성한다. BM막 상부에 적, 녹 형광체를 도포하고 마지막으로 청색 형광체를 형성한다. 이때 적,녹 형광체 막은 형광체 입자, 순수, 폴리비닐알콜을 포함하는 형광체 슬러리로 도포하고 건조, 노광, 현상, 세정 및 건조 등의 공정을 거침으로써 각각 형성된다. 그리고 청색 형광체 막은 기존의 ZnS:Ag,Cl 과 UV 형광체를 동시에 노광, 현상, 세정의 공정을 거치게 함으로써 청색 형광체 및 UV 형광체의 이중 형광막이 형성된다. 이와 같이 형성된 이중 형광막의 잔광시간은 기존의 청색 형광체만으로 발광하는 스크린의 잔광 시간 보다 훨씬 길어진다.
특히 Pb 또는 Gd를 포함하는 형광체들은 잔광 시간이 ms단위이므로 사용이 용이하며, BaSi2O5:Pb 또는 Y2O3:Gd는 전자 빔에 의해서도 발광을 잘 하는 것으로 알려져 있다.
실시예 1-3: 청색 형광막의 제조를 위한 형광체의 최적 도포량의 결정.
패널의 첫 번째 층에 ZnS:Ag,Cl 등의 청색 형광체를, 두 번째 층은 Zn2SiO4:Ti 등의 UV 형광체로 도포하는 경우, 패널의 첫 번째 층에 ZnS:Ag,Cl 형광체의 도포시 이 형광체의 도포량은 플리커 감소에 큰 영향을 미치는 인자가 되기 때문에 먼저 이의 양을 하기 표 1과 같이 변화시키면서 슬러리를 제조하고(형광체의 도포량이 증가함에 따라 휘도에는 불리하지만 플리커는 많이 감소한다), 각 조건의 슬러리를 패널에 1차 도포하여 형광막을 제조한 후 이들의 특성을 비교하여 하기 표 1에서와 같이, 잔광시간과 상대 휘도가 우수한 슬러리 조건 2로 최적 조건을 결정하였다.
[표 1]
청색 형광체의 최적 도포량의 결정.
실시예 4-6: UV 형광체의 최적 도포량의 결정.
1 차 도포 조건의 최적 슬러리 조건인 슬러리 조건 2의 상태 하에서, 2차 도포를 위한 UV 형광체, 예를들면 Zn2SiO4:Ti (400 nm)등의 형광체의 최적 도포량 조건을 결정하기 위하여 역시 플리커 감소와 브라운관의 휘도에 큰 영향을 미치는 UV 형광체의 도포량을 하기 표 2와 같이 변화시키면서 슬러리를 제조하였다 (형광체의 도포량이 증가함에 따라 휘도에는 불리하지만 플리커는 많이 감소한다). 상기 조건의 슬러리로 2X2 cm2 의 유리판 위에 청색 형광막을 형성시킨 후, 그 위에 UV 형광막을 스핀 코팅하고, 이 유리판을 Demountable CRT에 넣어 Osma 분광기(10kV 가속)를 사용하여 발광 스펙트럼을 분석하고 특성을 평가하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
비교예
상기 실시예 4-6에서 Zn2SiO4:Ti등과 같은 UV 형광체를 첨가하지 않는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하여 형광막을 만들고 특성을 평가하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[표 2]
UV 형광체의 최적 도포량의 결정.
상기 표 2의 결과에서와 같이 비교예의 브라운관에 비해 본 발명 실시예의 브라운관은 휘도 면에서는 UV 막의 두께에 따라 100 -87%의 휘도 감소를 보이지만, 잔광 시간의 면에서는 약 4배 이상의 긴 발광 시간을 나타내어 플리커 현상이 상당히 개선됨을 알 수 있다. 따라서 본 발명은 청색 형광막에 UV 형광체를 도포하여 이중 형광막을 형성시켜줌으로써 잔광이 짧은 청색 형광체의 잔광 시간을 회로 구조의 변화없이 장 잔광으로 실현할 수 있는 플리커리스 브라운관용 청색 형광체 및 UV 형광체의 이중 형광막을 실현할 수 있어, TV를 시청하거나 모니터를 사용하는 브라운관 사용자의 눈의 피로감을 덜어줄 수 있다.
특히 UV 형광체의 경우 부활제로 Pb 또는 Ti 등의 원소가 사용되고 있고, 이들 UV 형광체는 잔광 시간이 기존의 청색 형광체인 ZnS:Ag,Cl에 비해 훨씬 길어 청색 형광체를 장 시간 여기시킬 수 있기 때문에, 플리커리스 브라운관용 청색 형광체 및 UV 형광체의 이중 형광막을 실현할 수 있을 뿐 아니라, 청색 형광막의 잔광 시간을 조절할 수 있는 UV 형광막에 필요한 UV 형광체의 개발, 즉 음극 형광(cathodoluminescence)용 UV 형광체의 응용 범위의 확대가 가능하다.
또한 상기 이중 형광막 제조시 UV 형광막은 도포, 건조 공정만으로도 용이하게 만들어지기 때문에, 제조 공정이 비교적 단순하여 이중 형광막 구조임에도 불구하고 불량률을 증가시키지 않으면서 종래 청색 형광체의 단점인 잔광 시간을 조절할 수 있다.

Claims (8)

  1. 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널;
    상기 패널에 음극선관의 발광을 위하여 상기 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 부위에 형성된 적, 녹, 청의 형광체;
    상기 적, 녹, 청 형광체의 청색 형광체 막의 위에 형성된 UV 형광체;
    를 포함하는 플리커리스 브라운관용 형광막.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 UV 형광체는 청색과 UV 형광을 동시에 발광하는 형광체 Zn2SiO4:Ti, HfO2:Ti 인 형광막.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 UV 형광체의 발광 파장의 범위는 300-420nm인 형광막.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 UV 형광체는 CaS:Pb, CaO:Pb, Y2O3:Gd, HfO2:Ti, Zn2SiO4:Ti, ZnGa2O4:Li,Ti, Y2SiO5:Ce, Y2Si2O7:Ce, BaSi2O5:Pb 및 Ba2SiO4:Pb으로 이루어진 군에서 선택되는 형광막.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 청색 형광체는 전자 빔에 의한 발광과 UV에 의한 발광으로 인해 잔광시간이 길어질 수 있는 전자 형광 및 광형광체로 종래의 청색 형광체 ZnS:Ag,Cl, ZnS:Ag,Al인 형광막.
  6. 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 적, 녹의 형광막을 형성하는단계;
    상기 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관 패널에 청색 형광체의 슬러리를 먼저 도포하고, 건조하여 청색 형광체 슬러리 도포막을 형성하는 단계; 및
    상기 청색의 도포막 위에 UV 형광체 슬러리를 도포, 건조한 후 상기 청색의 도포막과 UV 도포막을 동시에 노광, 현상, 세정 및 건조하는 공정을 거치는 단계;
    를 포함하는 형광막의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 UV 형광체는 CaS:Pb, CaO:Pb, Y2O3:Gd, HfO2:Ti,Zn2SiO4:Ti, ZnGa2O4:Li,Ti, Y2SiO5:Ce, Y2Si2O7:Ce, BaSi2O5:Pb 및 Ba2SiO4:Pb으로 이루어진 군에서 선택되는 형광막의 제조 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 청색 형광체는 전자 빔에 의한 발광과 UV에 의한 발광으로 인해 잔광시간이 길어질 수 있는 전자 형광 및 광형광체로 종래의 청색 형광체 ZnS:Ag,Cl, ZnS:Ag,Al 인 형광막의 제조 방법.
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