KR100202870B1 - 음극선관의전자사진식스크린제조에있어라커막형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관의 전자사진식 스크린 제조에 있어 라커막 형성방법에 관한 것이다.

본 발명은 판넬 내면에 형광면을 형성시키기 위한 음극선관의 스크린 제조방법에 있어서, (1) 빛 흡수층 및 형광체 스트라이프의 고착단계를 거친 후: (2) 이들을 다시 +전하로 대전시키는 대전단계: (3) 상기 대전된 표면에 실리카(silica) 성분으로 도포하는 차폐막 형성단계: (4) 상기 차폐막의 표면에 수증기를 분무하는 수증기 처리 단계: 그리고 (5) 이후 라커막을 형성시키는 단계를 포함한다.

본 발명에서는 광전도막과 라커막 사이에 차폐막을 형성시킴으로써, 라커막에 사용된 톨루엔 등의 용매가 원천적으로 광전도막과 반응할 수 없게 되므로, 종래와 같은 핀홀(pin hole) 현상이 발생하지 않게 되고, 이로 인하여 최종제품인 음극선관의 스크린의 품위를 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

음극선관의 전자사진식 스크린 제조에 있어 라커막 형성방법

제1도는 칼라음극선관의 부분단면한 개략정면도,

제2도는 (a)는 스트라이프타입의 스크린부분 확대 단면도이고, (b)는 도트타입 스크린 부분확대평면도,

제3도는 (a) 내지 (e)는 방전장치를 이용하여 음극선관의 스크린을 제조하는 건식 전자사진식 스크린제조 공정을 도시한 개략설명도,

제4도는 종래의 건식전자사진식 스크린 제조공정을 개략적으로 도시한 공정도이고,

제5도 (a)는 라커막을 형성시키고 알루미늄막을 피복한 상태에서이 스크리부분 확대단면도이고, (b)는 상기 (a)에 대응하는 스크린부분의 확대 평면도,

제6도는 본 발명에 의한 건식전자사진식 스크린 제조공정을 개략적으로 도시한 공정도,

제7도는 본 발명의 방법에 의해 제조된 스크린 부분의 확대단면도이다.

* 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: 편향요크

18: 판넬면판 19,19a,19b: 전자빔

20: 형광면(스크린) 20a: 형광체 스트라이프

21: 빛흡수물질 22: 알루미늄박막층

23:라커막 25: 차폐막

32: 전도막 34: 광전도막

36: 코로나방전장치 38: 광원(가시광선)

40: 렌즈 42: 현상용기

본 발명은 음극선관의 스크린 제조에 관한 것으로, 더 상세히는 음극선관의 전자사진식 스크린 제조에 있어 라커막 형성 방법에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은, 제1도에 도시된 바와 같이, 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 슬로트(16a)를 통과하여 형광면(20)에 주사된다.

형광면(20)은 면판(18)의 배면에 형성되는데, 칼라의 경우 제2도 (a)(b)에 도시된 바와 같이 일정한 배열구조의 다수의 스트라이프(stripe) 또는 도트(dot)형상의 형광체(R,G,B)와 그 각 형광체들 사이의 블랙코팅과 같은 빛흡수물질로 형성된다. 또, 그 배면은 전도막층으로서 알루미늄박막층(22)이 형성되어 형광면의 휘도증대, 형광면의 이온손상방지, 형광면의 전위강하방지 등의 역할을 하게된다. 또한, 그 알루미늄박막층(22)의 평면도 및 반사율을 높이기 위해서는 형광면(20)과 광전도막층(34)사이에 라커(lacquer)와 같은 수지막(23)이 도포된다.

본 발명은 음극선관의 전자사진식 스크린제조에 있어 라커막 형성 방법에 관한 것으로서, 이하 종래의 음극선관의 스크린 제조방법을 간략히 설명한다.

종래의 습식사진석판술(photolithographic wet process)은 상기의 형광면을 발색광인성분과 같은 형광 입자들 또는 빛 흡수물질을 포함하는 현탁액(slurry)으로 도포하고 이를 건조시켜 형성하였는데, 이 방법은 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 대표적인 건식 전자사진식 스크린제조방법은 미국 특허 제 4,921,767호(1990년 5월 1일 특허됨)에 개시되어 있는 바, 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.

제3도(a)내지(e)에는 그 건식전자사진식 스크린제조방법의 각 기본 공정이 개략적으로 도시된다.

판넬(12)는 스크린공정에 들어가기 전에 그 내면이 여러 가지 방법으로 세척된다. 그리고 나서, 그 판넬의 면판(18)의 내면에는 제3도(a)에서와 같이 전기적 전도막(32)이 코팅되고, 그 위에 광전도막(34)이 코팅된다. 이러한 전도막(32)에 사용되는 화합물로는 주석이나 인듐(indium)산화물, 또는 그 혼합물과 같은 무기전도물이 개시되어 있고, 휘발성전도막의 원료로는 Aldrich Chimical Co.의 상품명 폴리브린(Polybrene : 1,5-디메틸-1,5-디아자-언디카메틸렌 폴리메소브로마이드, 헥사디메스린 브로마이드)이 개시되어 있다. 이러한 폴리브린은 약 10 중량%의 프로판놀과 10중량% 수용성 접착 폴리머(폴리 비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리아미드 등)를 함유하는 수용액상태로 도포되고 건조되어 10⁸Ω/(ohms per square unit) 이하의 표면저항과 약 1-2μm의 두께를 가지는 전도막(32)을 형성한다. 그 전도막(32)위에 도포되는 광전도막(34)으로는 휘발성 유기폴리머(폴리비닐 카바졸)또는 폴리머 바인더(폴리메틸메타크릴레이트 또는 폴리프로필렌 카본네이트)에 용해된 n-에틸 카바졸이나 n-비닐카바졸 또는 테트라 페닐부타트리엔과 같은 유기단량체와, 적당한 광전도 염료와 용매를 포함하는 도포액이 개시되어 있다. 그 광전도 염료성분으로는 가시광선(바람직하게는 400-700nm파장)에 반응하는 것으로서 크리스탈 바이오릿(crystal violet), 크로리다인 블루우(chloridine blue), 로다민 EG(rhodamine EG)와 같은 것들이 약 0.1 내지 0.4 중량 % 함유되는 것으로 개시되어 있다. 그리고 용매로는 전도막(32)을 오염시키지 아니하는 클로로벤젠이나 싸이클로펜타논과 같은 유기물이 개시되어 있다. 이와같은 조성을 가지는 광전도막(34)은 2-6μ의 두께를 가진다.

제3도(b)에는 상술한 바와 같이 이중코팅된 면판(18)의 광전도막(34)에 종래의 코로나방전장치(36)에 의해 암실에서 +전하로 대전되는 대전공정이 개략적으로 도시된다. 그 코로나 방전장치(36)는 +200 내지 +700 볼트의 직류전원의 +전극에 인가되고, -전극은 전도막(32)에 인가됨과 동시에 어스되며, 이와 같이 +전극에 인가된 코로나방전장치(36)가 면판(18)의 광전도막(34)위를 가로질러 이동함으로써 광전도막(34)은 +전하로 대전되게 된다.

제3도(c)는 노광공정을 도시한 것으로 상술한 바와 같이 대전된 광전도막(34)은 역시 암실내에서 새도우마스크(16)를 통해 렌즈(40)를 구비하는 크세논 플래시 램프(38)에 의해서 노광된다. 따라서, 먼저 새도우마스크(16)가 판넬(12)에 장착되고 전도막(32)은 어스된다. 이 공정에서는 그 크세논 플래시램프(38)를 켜서 렌즈(40)와 새도우마스크(16)를 통해 그 램프(38)의 광선을 광전도막(34)에 조사하면, 새도우마스크(16)의 애퍼처 또는 슬로트(16a)에 해당하는 광전도막(34)부분들이 노광되고, 그 가시광선에 의해 그 노광부분의 +전하가 전도막(32)을 통해 방출되어 제3도(c)에 도시된 바와 같이 누광부분만 비대전상태로 된다. 상술한 크세논 플래시램프(38)는 칼라의 경우 빛흡수물질을 부착시키기 위해서는 종래와 같이 그 광선이 각 전자빔의 입사각에 일치하도록 3위치사이를 이동하는 구조가 바람직하다.

제3도(d)는 현상(형광입자 또는 빛흡수물질의 부착)공정을 개략적으로 도시한다. 이 공정에서는 현상용기(42)내에 건식 빛흡수물질 미세분말 또는 건식의 각 형광체미세분말과, 그 각분말과의 접촉으로 정전기를 발생시킬 수 있는 캐리어 비드(carrier bead)가 담겨진다. 그 빛흡수물질용 캐리어 비드는 미세분말과 접촉하여 빛흡수물질입자는 -전하로, 또 형광입자는 +전하로 대전시킬 수 있는 것이 적당하며, 그와 같이 전하를 띠도록 혼합된다. 새도우마스크(16)를 제거한 판넬(12)은 광전도막(34)이 그 분말에 접촉할 수 있도록 상술한 분말이 담긴 현상용기(42)위에 설치된다.

이 때 혼합된 분말 중에서 -전하를 띤 빛흡수물질은 +전하로 대전된 광전도막(34)의 비노광부분에 전기인력에 의해 부착되게 되며, +전하를 띤 형광입자는 +전하로 대전된 광전도막(34)의 비노광부분에서는 반발하고 비대전상태로 된 광전도막(34)의 노광부분에만 역현상(reversal developing)에 의해 부착하게 된다.

제3도(e)는 적외선 가열에 의한 고착공정을 도시한 것으로, 이 공정에서는 상술한 현상공정에서 부착된 건식 빛흡수물질 입자 또는 건식의 각 형광입자들이 서로, 또한, 광전도막(34)에 고착된다. 따라서, 가열에 의해 융착되는 적당한 폴리머 성분이 그 광전도막(34)과 건식 빛흡수물질입자나 건식의 각 형광입지들에 포함된다.

상술한 공정들이 칼라음극선관의 제조를 위해서는 3종의 형광체에 대해 반복실시된다. 이와 같이 형광체 및 빛흡수물질이 형성된 다음, 라커공정에서 라커막이 종래의 방법으로 형성되고, 알루마이징공정에서 알루미늄박막도 종래의 방법으로 형성되며, 그 뒤, 베이킹(baking) 공정으로 투입되어 대기 중에서 약 30분동안 425℃에서 가열 건조됨으로써, 전도막(32), 광전도막(34)과 각 형광체 및 라커 등에 존재하는 용매 등의 휘발성성분이 제거되고 빛흡수물질(21)과 각 형광체(R,G,B)가 제2도(a)(b)에서와 같이 형성된 형광면(20)이 얻어진다.

또한, 미합중국 특허 제 5,240, 798(1993. 8.31. 특허됨)에는 광전도막(34)위에 먼저 3종의 형광체입자들을 상술한 방법으로 고착시키고 그 위에 다시 균일하게 대전시키므로써 빛흡수물질(21)을 부착시키기 위한 대전된 개방영역(형광체 입자들이 없는 부분)을 형성하고, 그 후 빛흡수물질의 입자들을 반대극성으로 대전시켜 그 개방영역에 부착시키는 음극선관의 스크린제조방법이 개시되어 있다. 이 특허에서는 먼저 형광체입자들을 고착시킴으로써 고착후 재대전시 형광체입자들이 고착된 부분에서는 대전이 약하게 된다. 따라서, 이 약한 대전부분인 개방부분과 그 이외의 부분과의 전기력차이를 이용하여 빛흡수물질을 부착시킨 것이다. 이에따라 빛흡수물질(21)을 위한 노광공정이 생략되고 빛흡수물질(21)의 불투명도를 향상시킨 것이다.

상술한 종래의 습식사진석판술이나 최근의 건식전자시진식 스크린제조방법에 있어서는, 빛 흡수층과 형광체 스트라이프(도트)를 소정의 형상 및 위치에 배열시키고, 그 위에 알루미늄막을 형성함으로써 형광면의 휘도 방지와 이온 손상 방지 및 전위강하 방지 등의 기능을 부여하고 있다.

제5도는 형광체 스트라이프를 소정의 형상으로 배열시키고 그 위에 알루미늄막을 형성한 경우를 개략적으로 도시하고 있다. 그런데, 형광체 스트라이프(20a) 위에 곧바로 알루미늄막(22)을 형성시키게 되면, 형광체 스트라이프(20a)가 형성된 스크린막은 형광체 입자들에 의해 요철로 되어 있기 때문에 알루미늄막(22)이 형광체 스트라이프(20a)의 요철에 의해 고르지 못한 불균형막을 형성하게 되어, 알루미늄막(22)의 반사효과(mirror epects)가 감소하게 되고, 이로 인하여 알루미늄막(22)의 휘도 증대 효과는 그만큼 감소하게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위하여, 제5도 (a) 및 (b)에서 보는 바와 같이, 형광체 스트라이프(20a) 위에 라커막(23)을 형성하고, 이로 인하여 알루미늄막(22)의 반사효과와 휘도 증대 효과를 상승시킬 수 있게 된다.

그러나, 상술한 종래의 라커막 형성 방법에 있어서는, 알루미늄막(22)의 휘도 증대 효과를 고려하여 사용된 라커막(23)이 그와 접촉되는 광전도막(34)과 화학반응을 일으킴으로써 최종제품의 성능을 저하시키는 부작용이 발생하여. 즉, 상기의 라커막(23)에 사용된 톨루엔(toluene) 등의 용매가 광전도막(34)과 반응하여, 광전도막(34)을 부분용해시킴으로써 광전도막(34) 위에 핀홀(pin hole)(28)을 발생시키고, 이로 인하여 광 또는 전자빔을 난반사시키게 되므로 최종제품인 음극선고나 라커막 표면의 평면도가 저하되고 이에따라 스크린의 품위를 떨어뜨리는 요인이 되고 있었다.

또한, 상기 톨루엔 등의 용매에 의한 용해 현상이 심할 경우엔 광전도막(34) 및 전도막(32)이 매우 박막인 관계로 형광 스트라이프(20a)가 소정의 정위치에 고착되지 못하고 약간식 이탈되어지는 현상이 발생하기도 하였다. 이를 시정하기 위하여 광전도막(34) 및 전도막(32)을 두껍게 형성하기도 하였으나, 이 경우엔 베이킹(baking) 등의 후처리공정에서 상기 광전도막(34) 및 전도막(32)이 부풀어오르게 되는 또다른 부작용이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점들을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 라커막이 광전도막과 반응되는 것을 원천적으로 차단시킬 수 있는 음극선관의 전자사진식 스크린제조에 있어 라커막 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 음극선관의 전자사진식 스크린제조방법에 있어서, 광전도막과 라커막 사이에 제 3 의 차폐막을 형성시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 음극선관의 전자사진식 스크린제조 방법에 있어서,

(1) 빛 흡수층 및 형광체 스트라이프의 고착 단계를 거친 후:

(2) 이들을 다시 +전하로 대전시키는 대전단계:

(3) 상기 대전된 표면에 실리카(silica) 성분으로 도포하는 차폐막 형성 단계:

(4) 상기 차폐막의 표면에 수증기를 분무하는 수증기 처리단계: 그리고

(5) 이후 라커막을 형성시키는 단계로 구성되어 있다.

본 발명은 상기의 라커막 형성단계를 거친 후 알루미늄막을 형성하고 베이킹(baking) 시키는 후처리 단계를 거칠수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하면, 도면 전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

제4도 (a)는 종래의 음극선관의 스크린 제조 방법에 대한 개략적인 공정도이다. 종래의 음극선관 스크린 제조방법은 제4도에 도시된 바와 같이, 코팅단계 - (1차)대전단계 - (1차)노광단계 -(1차)현상단계 - (1차)형광입자고착단계 -(2차)대전단계 - (2차)노광단계 -(2차)현상단계 - (2차)형광입자고착단계 - (3차)현상단계 - (3차)형광입자고착단계를 거친 이후, 곧바로 라커막 형성단계 및 그 이후의 후처리 단계로 진행하였으며, 이로 인한 부작용은 이미 앞서 설명한 대로이다.

제6도 (b)는 본 발명에 의한 음극선관의 스크린 제조방법에 대한 개략적인 공정도이다.

본 발명에 있어서는, 종래의 방법에 따라 빛 흡수층 및 형광체 스트라이프를 소정의 위치에 고착시킨 이후, 이들 중간제품의 표면에 다시 +전하를 대전시키는 대전단계를 거친다. 대전시키는 방법은 종래의 방식[즉, S₂단계]와 유사하다. 그러나, 본 발명에서 형광입자들의 고착단계[즉, S₁₄단계]를 마친 이후, 이를 다시 +전하로 대전시키는 이유는 다음 공정인 차폐막(25)의 피막층을 보다 원만히 그리고 효율적으로 형성시키기 위함이다.

상기 제6도에서는 각각의 형광체입자를 대전 - 노광 - 현상 - 고착단계를 순차적으로 반복하여 실시한 경우만을 도시하였으나, 각각의 형광체 입자를 대전 - 노광 - 현상시킨 이후 이들을 동시에 고착시킨 이후, 상기와 같은 대전단계[ 즉, S₁₄]로 이행시킬 수도 있다.

본 발명에서는 상기의 대전단계 [S₁₄]를 거친 중간제품을 실리카(silica) 성분으로 그 전면을 도포하는 실리카 피막형성단계를 거친다. 제7도는 본 발명의 라커막 형성 방법에 의해 제조된 스크린부분의 확대 단면도이다. 실리카 성분은 통상 -전하를 띠고 있으므로, 정전기적 인력에 의해 +전하로 대전된 광전도막(34) 및 형광체 스트라이프(20a) 위에 그르게 분산되어 도포되어진다. 상기 실리카성분에 의한 차폐막(25)의 두께는 통상 0.05 내지 0.2μm 정도가 바람직하다. 차폐막(25)의 두께가 0.05μm 이하일 경우엔 차폐막으로서의 기능을 수행하지 못하고, 0.2μm 이상일 경우엔 광전도막(34)과 라커막(23) 사이의 접착력이 약해지는 등의 원인이 되므로 바람직스럽지 못하다.

본 발명에서는 상기의 실리카 피막형성단계 [즉, S₁₅단계]를 거친 이후, 실리카 피막에 수증기를 분무시켜 접촉시키는 수증기 처리단계 [즉, S₁₆단계]를 거친다. 이는 상기의 실리카성분이 수분 흡착성이 강할 뿐만 아니라, 상기 수증기가 실리카성분에 의한 차폐막(25)과 라커막(23)의 접착력을 향상시켜줌과 동시에 라커막(23)의 성분이 광전도막(34)으로 침투하는 것을 방지시켜 주기 때문이다.

본 발명에서는 상기와 같은 일련의 공정을 거친 이후, 라커막(23)을 형성시키는 단계로 이행되어진다. 라커막 형성단계 [S₁₇단계]는 통상의 방법으로 수행될 수 있다.

이상과 같은 일련의 공정으로 구성된 본 발명은 이후 알루마이징[S₁₈단계]와 베이킹 [S₁₉단계] 등의 공정으로 이행될 수 있다.

본 발명에서는 광전도막과 라커막 사이에 차폐막을 형성시킴으로써, 라커막에 사용된 톨루엔 등의 용매가 원천적으로 광전도막과 반응할 수 없게 되므로, 종래와 같은 핀홀(pin hole) 현상이 발생하지 않게 되고, 이로 인하여 최종제품인 음극선관의 스크린의 품위를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 광전도막과 라커막을 두껍게 형성할 필요가 없으므로, 후처리 공정에서 상기의 광전도막 및 라커막이 부풀어오르지 아니하는 등의 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 설명하였지만, 이하의 특정청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있음을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알수 있다.

Claims (4)

1. 판넬내면에 형광면을 형성시키기 위한 음극선관의 스크린 제조방법에 있어서, (1) 빛 흡수층 및 형광체의 고착단계를 거친 후: (2) 이들을 다시 +전하로 대전시키는 대전단계; (3) 상기 대전된 표면에 실리카(silica) 성분으로 도포하는 차폐막 형성단계: (4) 상기 차폐막의 표면에 수증기를 분무하는 수증기 처리단계: 그리고 (5) 이후 라커막을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진식 스크린제조에 있어 라커막의 형성방법.
2. 제1항에 있어서, 라커막 형성단계(5)를 거친 이후, 알루미늄막을 형성하고 베이킹시키는 후처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진식 스크린제조에 있어 라커막의 형성방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 차폐막 형성단계(3)는 정전기적 인력에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전자사진식 스크린제조에 있어 라커막의 형성방법.
4. 제3항에 있어서, 차폐막 형성단계(3)에서 차폐막의 두께는 0.05 내지 0.2μm인 것을 특징으로 하는 전자사진식 스크린제조에 있어 라커막의 형성방법.