KR100202864B1 - 음극선관의 전자사진식 스크린제조방법 및 이에 사용된 (광)전도막용액 - Google Patents

Abstract

유기전도막과 유기광전도막의 접착력을 향상시켜 균일한 형광막을 형성시키는 음극선관의 전자사진식 스크린 제조방법 및 이에 사용된 (광)전도막용액이 개시된다.

(1) 판넬의 내면에 유기전도막 수용액으로 휘발성전도막을 형성시키는 1차 코팅단계; (2) 그 전도막위에 그 전도막을 오염시키지 아니하는 유기광전도막용액으로 휘발성광전도막을 형성시키는 2차 코팅단계; (3) 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시키는 대전단계; (4) 그 대전된 광전도막의 정전하를 선택적으로 방출시키도록 새도우마스크를 통과시켜 노광하는 노광단계; 그리고 (5) 소정의 미세분말을 대전시켜 상기 노광단계에서 정전하가 선택적으로 방출된 노광부분과 그 나머지 비노광부분중 어느 하나의 영역에 그 대전된 미세분말을 부착시키는 현상단계를 포함하는 전자사진식 스크린 제조방법에 있어서, 상기 (1)1차 코팅단계와 (2)2차 코팅단계에서 사용되는 유기 전도막수용액과 유기광전도막용액중 적어도 어느 하나가, 친수성기와 소수성기를 함께 지니는 표면활성제를 포함한다.

이에 따라, 전도막와 광전도막의 접착력이 강화되어 효과적으로 광전도막을 전도막에 부착시킬 수 있게 되며, 양 막사이의 전기적 접촉이 향상되고, 음극선관의 품위를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

음극선관의 전자사진식 스크린제조방법 및 이에 사용된 (광)전도막용액

제1도는 칼라 음극선관의 부분단면한 개략정면도.

제2도는 제1도의 음극선관의 스크린 구성을 나타낸 부분 확대단면도.

제3도는 (a) 내지 (e)는 건식 전자사진식 스크린 제조방법을 설명하기 위한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 음극선관(CRT) 11 : 전자총

12 : 판넬(panel) 13 : 펀넬(funnel)

14 : 네크(neck) 15 : 양극 보턴

16 : 새도우마스크 17 : 편향 요크

18 : 판넬면판 19a, 19b : 전자빔

20 : 형광면(스크린) 21 : 빛흡수물질

22 : 알루미늄박막층 36 : 코로나방전장치

R, G, B : 형광체 132 : 전도막

134 : 광전도막 138 : 자외선광원

140 : 자외선렌즈 142 : 현상용기

144a : 방전전극 144b : 노즐

146 : 벤츄리관 148 : 호퍼

본 발명은 음극선관의 전자사진식 스크린제조방법 및 이에 사용된 (광)전도막용액에 관한 것으로, 특히 유기전도막과 유기광전도막의 접착력을 향상시켜 균일한 형광막을 형성시키는 음극선관의 전자사진식 스크린제조에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은, 제1도에 도시된 바와같이, 판넬(panel)(12), 펀넬(funnel)(13)및 네크(14)로 구분되는 진공 벌브(bulb)와, 그 네크(14)내부에 장착되는 전자총(11)과, 판넬(12)의 측벽에 장착되는 새도우마스크(16)를 구비한다.

그 판넬(12)의 면판(18)의 내면에는 형광면(20)이 형성되어 있어, 전자총(11)으로부터 방출된 전자빔(19a)(19b)은 각종 렌즈계에 의해 집속되고 가속되며, 양극보턴(15)을 통해 인가되는 고전압에 의해 크게 가속되면서 편향요크(17)에 의해 편향되고 새도우마스크(16)의 애퍼처 또는 슬리트(16a)를 통과하여 형광면(20)에 주사된다.

형광면(20)은 면판(18)의 배면에 형성되는데, 칼라의 경우 제2도에 도시된 바와같이 일정한 배열구조의 다수의 스트라이프(stripe) 또는 도트(dot)형상의 형광체(R, G, B)와, 그 각 형광체들사이의 블랙코팅과 같은 빛흡수물질로 형성된다. 또, 그 배면은 전도막층으로서 알루미늄박막층(22)이 형성되어 형광면의 휘도증대, 형광면의 이온손상방지, 형광면의 전위강하방지 등의 역활을 하게 된다. 또한, 도시되지는 않지만, 그 알루미늄박막층(22)의 평면도 및 반사율을 높이기 위해서는 형광면(20)과 전도막층(22)사이에 라커(lacquer)와 같은 수지가 도포된다.

이러한 형광면(20)이 발색광 인성분과 같은 형광입자들을 포함하는 현탁액(slurry) 또는 빛흡수물질을 포함하는 현탁액을 도포하고 건조시켜 형성되는 종래의 습식 사진 석판술(photolithographic wet process)은, 고화질의 요구를 충족시키지 못할 뿐만 아니라 제조공정 및 제조설비가 복잡하여 제조비용이 크게 소요되며, 또한, 대량의 청정수 소모와 폐수발생, 인배출물, 6가 크롬감광체 배출 등 여러 가지 문제점들을 안고 있다. 최근에 이러한 습식사진석판술을 개량한 전자사진식(electrophotographical) 스크린 제조방법이 개발되었는데, 이 전자사진식 제조방법도 습식은 여전히 상술한 문제점들을 안고 있으며, 건식제조방법에 의해서는 상술한 문제점들이 상당히 해소되었다.

그 일예로, 본 출원인이 출원한 음극선관의 스크린 제조방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.

제3도(a) 내지 (e)는 상기 제조방법에 따른 각 공정을 개략적으로 도시한다. 제3도(a)는 면판(18)의 내면에 전도막(132)과 그 위에 광전도막(134)이 형성되는 코팅공정이다. 전도막(132)은 예를 들면, 폴리일렉트로라이트(polyelectrolyte)로서 Calgon사제품인 상품명 Catfloc-c 1-50 중량%와 1-50 중량%의 10% PVA용액의 수용액(나머지는 물)을 종래의 방법으로 도포하여 건조시키므로서 형성된다. 그 위에 자외선에 반응하는 물질을 포함하는 신규한 광전도막도포용액을 도포하여 건조시킨다. 자외선에 반응하는 물질로는 비스디메틸 페닐 디페닐 부타트리엔(bisdimethyl phenyl diphenyl butatriene), 트리니트로플루오리논(trinitro-fluorenone : TNF) 및 에틸 안트라퀴논(ethyl anthraquinone : EAQ)중 적어도 1종 이상을 사용하였으며, 그 광전도막도포용액으로는 0.01 내지 10중량%의 비스디메틸 페닐 디페닐 부타트리엔과 고분자바인더(binder)로서 1내지 30중량%의 폴리스티렌(polystyrene)을 잔량인 톨루엔(toluene)이나 크실렌(xylene)에 용해시켜 사용하였다.

제3도(b)는 대전공정을 개략적으로 도시한 것이다. +300볼트이상, 바람직하게는 +700볼트이상의 직류전압을 인가하여 코로나방전장치로 대전시켰다. 광전도막(134)이 적어도 파장 400nm 이하의 자외선에 반응하기 때문에 암실작업이 불필요하다.

제3도(c)는 노광공정을 개략적으로 도시한 것으로서, 자외선광원(138)으로부터 파장이 짧고 직진성을 가진 자외선이, 자외선투과렌즈(140)를 통과하여 소망의 입사각으로 새도우마스크(16)에 입사하며, 소망의 배열을 가진 새도우마스크(16)의 애퍼처(aperture) 또는 슬리트(16a)를 통과하여 광전도막(134)을 소망의 배열로 노광시킨다. 이 때 전도막(132)이 어스되어 있어 그 노광부분의 전하는 그 전도막(132)을 통과하여 방출된다. 그리고, 비노광부분의 전하는 그대로 광전도막(134)에 잔존하게 된다. 이 노광공정도 자외선광원(138)을 사용하기 때문에 암실에서 작업할 필요가 없다.

제3도(d)는 현상공정을 개략적으로 도시한다. 종래에는 이 현상공정에서 캐리어 비드와 형광체 입자 또는 빛흡수물질입자들을 혼합하여 마찰에 의한 정전기를 대전시켰으나, 본 출원인의 발명에 의하면, 형광체 분말 또는 빛흡수물질의 분말과 같은 미세분말을 공기압에 의해 호퍼(148)로부터 벤츄리관(146)을 통해 코로나방전장치와 같은 방전전극(144a)과 노즐(144b)을 통과시켜 분사시키므로서 그 미세분말을 대전시키고 광전도막(134)의 노광부분과 미노광부분의 어느 하나에 부착시킨다. 방전전극(144a)에 의해 미세분말에 대전되는 정전기의 극성은 상기 노광공정에서의 노광부분 과 비노광부분중 어느 부분에 그 미세분말을 부착시킬 것인가에 따라 결정된다. 즉 +전하를 띤 비노광부분에 부착시킬 경우에는 미세분말이 -전하로 대전되고, 전하가 방출된 노광부분에 부착시킬 경우에는 미세분말이 +전하로 대전된다. 현상용기(142)로 분사된, 대전된 미세분말은 전기적 인력과 반발력의 작용에 의하여 소망의 배열로 광전도막(134)의 표면에 강하게 부착된다.

제3도(e)는 베이퍼 스웰링(vapour swelling)법을 이용한 본 출원인의 발명에 따른 고착(fixing)공정을 개략적으로 도시한다. 이 공정에서는, 상기 현상공정에서 소망의 미세분말(들)이 소망의 배열로 부착된 광전도막(134)의 표면에, 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤과 같은 솔벤트증기를 쪼임으로써, 적어도 광전도막(34)에 포함된 폴리머를 용해시키고, 이 용해된 폴리머의 접착력에 의해 전기력작용으로 부착된 미세분말(들)을 고착시킨다.

이상에서 설명한, 본 출원인이 출원한 음극선관의 스크린 제조방법이 설명되었는데, 그 공정 중에서 제3도(a)의 코팅공정에서 1차막으로 코팅되는 유기전도막(132)은 상술한 바와같이 폴리일렉트로라이트 1-50중량%와 10% PVA용액 1-50 중량%의 수용액(나머지는 물)으로 도포되어 친수성(hydrophilic)을 갖게 되며, 2차막인 유기광전도막(134)은 0.01 내지 10중량% 폴리스티렌을 잔량인 톨루엔이나 크실렌에 용해시킨 용액으로 도포되어 소수성(hydrophobic)을 갖게 된다.

따라서, 1차막과 2차막사이에는 서로 오염시키지는 아니하나, 양 막사이에는 접착력이 약하게 되어 전기적 접촉이 저하되며, 이에 따라 그 후속공정인 대전공정, 노광공정 및 현상공정에서 균일하게 대전되지 못하게 되고 소정의 배열로 균일하게 노광되지 못하게 되며, 나아가 균일한 형광막(스크린)을 형성하지 못하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기전도막과 유기광전도막의 접착력을 향상시켜 균일한 형광막을 형성시키는 음극선관의 전자사진식 스크린 제조방법 및 이에 사용된 (광)전도막용액을 제공한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, (1) 판넬의 내면에 유기전도막 수용액으로 휘발성전도막을 형성시키는 1차 코팅단계; (2) 그 전도막위에 그 전도막을 오염시키지 아니하는 유기광전도막용액으로 휘발성 광전도막을 형성시키는 2차 코팅단계; (3) 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시키는 대전단계; (4) 그 대전된 광전도막의 정전하를 선택적으로 방출시키도록 새도우마스크를 통과시켜 노광하는 노광단계; 그리고 (5) 소정의 미세분말을 대전시켜 상기 노광단계에서 정전하가 선택적으로 방출된 노광부분과 그 나머지 비노광부분중 어느 하나의 영역에 그 대전된 미세분말을 부착시키는 현상단계를 포함하는 전자사진식 스크린 제조방법에 있어서; 상기 1차 코팅단계와 제2차코팅단계에서 사용되는 유기 전도막수용액과 유기광전도막용액중 적어도 어느 하나가, 친수성기와 소수성기를 함께 지니는 표면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린 제조방법 및 그 용액을 제공한다.

상기 표면 활성제는 0.0001 내지 1중량%의 γ-아미노프로필 트리알콕시 실레인일 수 되며, 그 중에서 γ-아미노 프로필 트리에톡시 실레인이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 설명한다.

제3도(a)에서 전도막(132)과 광전도막(134)은 상술한 바와같이 친수성과 소수성을 지니기 때문에 접착력이 약하여 효과적으로 부착되지 못한다.

따라서, 그 전도막(132)와 광전도막(134)의 어느 하나의 도포용액에 친수성기와 소수성기를 동시에 가지는 표면활성제를 첨가하여 도포함으로써 접착을 강화시킬 수 있다.

그러나, 그 표면활성제의 양이 많아지면, 막 형성시 양 막 사이에 서로 오염을 일으키게 되어 전도막(132)과 광전도막(134)의 역할이 약화된다.

따라서, 그 표면활성제의 양은 0.0001 내지 1중량%가 바람직하다.

이와같은 표면활성제의 일예로는

의 구조식을 가지는 γ-아미노프로필 트리에톡시 실레인(aminopropyl trietho xy silane)을 들 수 있다.

이 화합물(1)은 소수성의 아미노알킬 체인을 갖고 있으며, 에톡시 그룹의 산소에 의해 친수성을 나타내게 된다.

상기 화합물(1)중에서 에톡시기()는 다른 알콕시계( 등)일 수 있다. 이와같은 화합물들은 일킬계, 시클로알킬계, 극성치환기, 아미드 복소환화합물 등으로부터 용이하게 제조될 수 있다.

상술한 화합물(1)의 0.0001 내지 1중량%를 상술한 전도막(132) 또는 광전도막(134)의 도포용액에 혼합하여 제3도(a)의 코팅공정을 실시하므로서 전도막(132)의 도포용액중 물분자에 상술한 화합물(1)의 아미노기()가 쉽게 결합되고, 광전도막(132)의 도포용액중의 톨루엔이나 크실렌에는 상술한 화합물(1)의 에톡시기()가 용이하게 결합할 수 있다. 그러나, 표면활성제인 상기 화합물(1)의 농도가 1중량% 이하이기 때문에 양막의 어느 막에 혼합하더라도 도포된 용액의 표면에 그 표면활성제가 분산되어 분포되게 되고, 양막 상호간에는 막을 파손할 정도로 영향을 미치지는 아니하였다.

상술한 바와 같은 결합, 즉 전도막(132)의 물분자와 화합물(1)의 아미노기의 결합 및 광전도막(134)의 톨루엔이나 크실렌과 화합물(1)의 에톡시기의 결합으로 그 전도막(132)와 광전도막(134)의 접착력을 강화되어도 효과적으로 광전도막(134)을 전도막(132)에 부착시킬 수 있게 되며, 이에 따라 양 막사이의 전기적 접촉이 향상되어, 제3도(b)의 대전공정에서는 광전도막(134)의 전면적에 걸쳐 균일하게 전하가 대전될 수 있게 되며, 또한 제3도(c)의 노광공정에서도 균일하고도 정확하게 새도우마스크(16)의 애피처나 슬리트(16a)를 통과한 부분만 전하가 방출되어 노광이 이루어지게 되고, 제3도(d)의 현상공정에서 정전하로 대전된 형광입자 등 미세분말이 균일하게 소정의 배열구조로 광전도막(134)에 부착되게 된다.

결국 상술한 본 발명의 구성과 작용에 의하면, 균일하고도 정확한 소정의 배열구조로 스크린이 형성될 수 있어 음극선관의 품위를 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 일예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 청구범위기재사항으로부터 당업자라면 용이하게 여러가지 응용과 변형이 가능할 것이다.

예를 들어, 미합중국 특허 제 4,921,767호(1990년 5월 1일)에 따른 전자사진식 스크린 제조방법에 있어서도 수용액을 사용하여 전도막을 형성하고 그 위에 소수성 용매를 사용하여 광전도막을 형성하는데에 있어서도 본 발명이 적용될 수 있다.

Claims (8)

1. (1) 판넬의 내면에 유기전도막 수용액으로 휘발성전도막을 형성시키는 1차 코팅단계; (2) 그 전도막위에 그 전도막을 오염시키지 아니하는 유기광전도막 용액으로 휘발성광전도막을 형성시키는 2차 코팅단계; (3) 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시키는 대전단계; (4) 그 대전된 광전도막의 정전하를 선택적으로 방출시키도록 새도우마스크를 통과시켜 노광하는 노광단계; 그리고 (5) 소정의 미세분말을 대전시켜 상기 노광단계에서 정전하가 선택적으로 방출된 고광부분과 그 나머지 비노광부분중 어느 하나의 영역에 그 대전된 미세분말을 부착시키는 현상단계를 포함하는 전자사진식 스크린 제조방법에 있어서; 상기 1차 코팅단계와 2차 코팅단계에서 사용되는 유기 전도막수용액과 유기광전도막용액중 적어도 어느 하나가, 친수성기와 소수성기를 함께 지니는 표면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 표면 활성제는 0.0001 내지 1중량%의 γ-아미노프로필 트리 알콕시 실레인인 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 γ-아미노프로필 트리 알콕시 실레인이 γ-아미노 프로필 트리에톡시 실레인인 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린 제조방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기광전도막용액이 상기 표면 활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린 제조방법.
5. 판넬내면에 유기전도막수용액으로 휘발성 전도막을 형성시키고 그 위에 유기광전도막용액으로 휘발성 광전도막을 형성시키며, 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시킨 후, 광원에 의해 선택적으로 그 광전도막의 정전하를 방출시켜서 정전하로 대전된 분말입자를 부착시키는 단계를 포함하는 음극선관의 전자사진식 스크린제조방법에 있어서; 상기 막형성단계에서 사용되는 유기전도막수용액이, 친수성기와 소수성기를 함께 지니는 표면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린 제조용 유기전도막수용액.
6. 제5항에 있어서, 상기 표면활성제가 0.0001 내지 1중량%의 γ-아미노프로필 트리 알콕시 실레인인 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린제조용 유기전도막수용액.
7. 판넬내면에 유기전도막수용액으로 휘발성 전도막을 형성시키고 그 위에 유기광전도막용액으로 휘발성 광전도막을 형성시키며, 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시킨 후, 광원에 의해 선택적으로 그 광전도막의 정전하를 방출시켜서 정전하로 대전된 분말입자를 부착시키는 단계들을 포함하는 음극선관의 전자사진식 스크린제조방법에 있어서; 상기 막형성단계에서 사용되는 유기광전도막용액이, 친수성기와 소수성기를 함께 지니는 표면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린 제조용 유기광전도막용액.
8. 제7항에 있어서, 상기 표면활성제가 0.0001 내지 1중량%의 γ-아미노프로필 트리 알콕시 실레인인 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린제조용 유기광전도막용액.