KR100267177B1 - 음극선관의 건식전자사진식 스크린 제조용 형광체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 대전특성과 유동특성이 양호한 음극선관의 스크린 제조용 형광체 및 그 제조방법을 제공한다.

그러한 형광체의 제조방법은, 톨루엔에 형광체 분말을 가하여 교반시키는 혼합단계; 그 형광체 분말이 혼합된 톨루엔에 왁스를 형광체 중량에 대해 0.1 내지 1.0 중량% 천천히 가하고, 카보실을 형광체 중량에 대해 0.1 내지 0.5중량% 추가로 첨가하는 첨가단계; 그 첨가단계의 결과물을 건조시키는 건조단계; 그리고 그 건조단계에서 건조된 결과물을 체로 거르는 시빙 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 큰 대전성과 유동성으로 인하여 균일한 이송 및 분사가 가능하게 되고, 방전전극에 의한 대전도 균일하게 되고 또한 대전량의 조절이 용이하게 되며, 나아가 짧은 시간내에 균일한 두께로 형광체 분말이 그 광전도막에 현상되게 되는 등의 효과가 있다.

Description

음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체 및 그 제조방법

본 발명은 음극선관의 스크린 제조용 형광체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 전기적 특성과 유동특성을 모두 향상시킬 수 있는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은, 제 1도에 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)을 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 제 2도에 도시된 바와 같이 일정한 배열구조의 다수의 스트라이프(stripe) 또는 도트(dot)형상의 형광체(R,G,B)와 그 각 형광체들사이의 블랙코팅과 같은 빛흡수물질(21)로 형성된다. 또, 그 배면은 전도막층으로서 알루미늄박막층(22)이 형성되어 형광면의 휘도 증대, 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 여러가지 문제점들을 안고 있다. 최근에 이러한 습식사진석판술을 개량한 전자사진식(electrophotographical) 스크린제조방법이 개발되었는데, 이 전자사진식 제조방법도 습식은 여전히 상술한 문제점들을 안고 있으며, 건식 제조방법에 의해서는 상술한 문제점들이 상당히 해소되었다.

그 일예로, 본 출원인이 출원한 "음극선관의 스크린 제조방법"에 관하여 설명하면 다음과 같다.

제 3(a)도 내지 (e)도는 상기 제조방법에 따른 각 공정을 개략적으로 도시한다.

제 3(a)도는 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 건조시키므로써 형성된다. 그 위에 자외선에 반응하는 물질을 포함하는 신규한 광전도막도포용액을 도포하여 건조시킨다. 그 광전도막도포용액으로는 자외선에 반응하는 물질로는 비스 디메틸 페닐 디페닐 부타트리엔(bis dimethyl phenyl diphenyl butatriene)와, 트리니트로플루 오리논(trinitro- fluorenone : TNF) 및 에틸 안트라퀴논 (ethyl anthraquinone : EAQ)중 적어도 한가지이상을 각각 0.01 내지 10중량%와 고분자바인더(binder)로서 1내지 30 중량%의 폴리스티렌(polystyrene)을 잔량인 톨루엔(toluene)이나 크실렌(xylene)에 용해시켜 사용하였다.

제 3b도는 대전공정을 개략적으로 도시한 것이다. +1K볼트 이하, 바람직하게는 +700볼트이상의 직류전압을 인가하여 코로나방전장치(36)로 대전시켰다. 광전도막(134)이 적어도 파장 450nm이하의 자외선에 반응하기 때문에 암실작업이 불피요하다.

제 3c도는 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)홀을 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.

제 3d도는 현상공정을 개략적으로 도시한다. 종래에는 이 현상공정에서 캐리어비드와 형광체 입자 또는 빛흡수물질입자들을 혼합하여 마찰에 의한 정전기를 대전 시켰으나, 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 분사시키므로써 그 미세분말을 대전시키고 광전도막(134)의 노광부분과 비노광부분의 어느 하나에 부착시킨다. 방전전극(144a)에 의해 미세분말에 대전되는 정전기의 극성은 상기 노광공정에서의 노광부분과 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 부칵된다.

제 3e도는 베이퍼 스웰링(vapour swelling)법을 이용한 본 출원인의 발명에 따른 고착(fixing)공정을 개략적으로 도시한다. 이 공정에서는, 상기 현상공정에 소망의 미세분말(들)이 소망의 배열로 부착된 광전도막(134)의 표면에 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤과 같은 솔벤트증기를 쪼임으로써, 적어도 광전도막(134)에 포함된 폴리머를 용해시키고, 이 용해된 폴리머의 접착력에 의해 전기작용력으로 부착된 미세분말(들)을 고착시킨다.

이상에서 설명한, 본 출원인이 출원한 "음극선관의 스크린 제조방법"이 설명 되었는 데, 그 공정 중에서 제 3d도의 현상공정에서와 같이 호퍼(148)로부터 형광체 분말이 벤츄리판(146)으로 유동할 때, 또한, 형광체 분말이 벤츄리관(146)을 통해 공기압으로 분사될 때, 특히 비중이 큰 형광체분말에는 큰 유동성이 요구된다.

또한, 코터의 방전전극(144a)을 통과하면서 쉽게 대전될 수 있는 전기적 특성이 필요하다.

또한, 미국 특허 제 4,921,767호에서의 현상공정에서 마찰전기를 이용하여 형광체분말을 대전시키고 그 대전된 형광체분말을 광전도막에 부착시키고 있는데, 상술한 문제는 그 마찰전기를 일으키기 위한 캐리어 비드(carrier bead)와 형광체분말 사이에서도 발생한다.

그러나, 단순히 형광체분말에 대전특성을 부여하기 위해 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA)의1차막과 폴리 아크릴아미드(PAA)의 2차막을 형성시키는 것만으로는 충분한 유동이 없어, 형광체분말간 또는 유동관이나 용기 등에 들러붙게 되고, 형광체분말의 공급이 균일하지 못하여 균일하게 현상되지 못하며, 현상시간도 크게 소요되는 등의 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 형광체 분말 입자에 유동 특성과 전기적 특성을 모두 향상시킬 수 있도록 코팅된 음극선관의 스크린 제조용 형광체 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

제 1도는 칼라 음극선관의 부분단면한 개략정면도,

제 2도는 제 1도의 음극선관의 스크린 구성을 나타낸 부분확대 단면도,

제 3(a) 도 내지 (e) 도는 본 발명의 형광체를 이용하여 음극선관의 스크린을 제조하는 건식 전자사진식 스크린 제조공정을 개략적으로 도시한 설명도.

* 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

132 : 전도막 134 : 광전도막

138 : 자외선광원 140 : 자외선렌즈

142 : 현상용기 144a : 방전전극

144 : 노즐 146 : 벤츄리판

148 : 호퍼

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 판넬의 내면에 코팅된 휘발성 전도막위에 휘발성 광전도막을 형성시키고, 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시킨후, 그 광전도막을 광원으로 새도우마스크를 통과시켜 선택적으로 노광하고, 그 노광된 부분에 방전전극에 의해 대전된 제 1 형광체를 부착, 현상시키며, 제 2 및 제 3 형광체에 대해서도 각각 소망의 배열로 상기 대전단계, 노광단계 및 현상단계를 반복하고 나서 그 형광체들을 고착시키는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 건식분말 형태의 형광체의 제조방법에 있어서; 톨루엔에 형광체 분말을 가하여 교반시키는 혼합단계; 그 형광체 분말이 혼합된 톨루엔에 왁스를 형광체 중량에 대해 0.1 내지 1.0중량% 천천히 가하고, 카보실을 형광체 중량에 대해 0.1내지 0.5 중량% 추가로 첨가하는 첨가단계; 그 첨가단계의 결과물들을 건조시키는 건조단계; 그리고 그 건조단계에서 건조된 결과물을 체로 거르는 시빙단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 스크린 제조용 형광체 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 판넬의 내면에 코팅된 휘발성 전도막위에 휘발성 광전도막을 형성시키고, 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시킨 후, 그 광전도막을 광원으로 새도우마스크를 통과시켜 선택적으로 노광하고, 그 노광된 부분에 방전전극에 의해 대전된 제 1 형광체를 부착, 현상시키며, 제 2및 제 3 형광체에 대해서도 각각 소망의 배열로 상기 대전단계, 노광단계 및 현상단계를 반복하고 나서 그 형광체들을 고착시키는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 건식분말 형태의 형광체에 의해서, 그 건식분말 형광체의 입자표면에 그 형광체의 중량에 대해 0.1 내지 1.0중량%의 왁스가 코팅된 것을 특징으로 하는 음극선관의 스크린 제조용 형광체를 제공한다.

상기 형광체 입자 표면에 카보실이 형광체 중량에 대해 0.1 내지 0.5중량% 상기 왁스와 함께 코팅됨으로써 형광체 분말의 유동특성이 더욱 향상된다.

상기 왁스는 LC-301E, LC-140P, LC-140B, LC-102N 및 그 들중 적어도 2이상의 혼합물중에서 선택된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

먼저, 제3도와 관련하여 상술한 건식 전자사진식 음극선관의 스크린 제조를 위하여서는 형광체입자에 대전특성을 향상시키기 위하여 종래에는 PMMA 2차막(PM)과 PAA 1차막(PA)이 형성되었으나, 본 발명의 형광체는 그 입자표면에 그 형광체의 중량에 대해 0.1내지 1.0중량%의 왁스가 코팅된다. 이때, 1 중량%를 초과하는 경우 유동특성이 극히 저하하는 것으로 나타났다.

또한, 상기 왁스와 함께 상기 형광체 입자 표면에 카보실이 형광체 중량에 대해 0.1 내지 0.5중량% 코팅될 수도 있다.

그 왁스는 LC-301E, LC-140P, LC-140B, LC-102N 및 그 들중 적어도 2이상의 혼합물중에서 선택되며, 다음과 같은 방법으로 상술한 형광체 분말이 제조된다.

먼저, 혼합단계에서 톨루엔에 형광체 분말을 가하여 교반시키고는 그 형광체 분말이 혼합된 톨루엔에 왁스를 형광체 중량에 대해 0.1 내지 1.0중량% 천천히 가한다(첨가단계).

그 다음, 상기 첨가단계의 결과물을 건조시키고(건조단계), 그 건조단계에서 건조된 결과물을 체로 걸러 본 발명의 형광체 분말을 제조한다(시빙단계).

상기 첨가단계에서 카보실을 형광체 중량에 대해 0.1 내지 0.5중량%이 추가로 첨가함으로써 제조되는 형광체에는 카보실을 형광체 중량에 대해 0.1 내지 0.5중량% 이하의 카보실이 왁스와 함께 코팅되게 된다.

상기 혼합단계가 초음파에 의해 분산될 수 있으며, 상기 건조단계 직전에 글라스 프리트 필터에 의해 필터링되는 필터링단계를 추가할 수 있으며, 상기 건조단계는 100℃이하 에서 3 내지 5시간정도 건조된다.

상기 시빙단계에서는 약 400메쉬(mesh)의 체로 걸러줌으로써 소망의 왁스와 카보실이 코팅된 형광체가 얻어진다.

상기 왁스가 LC-301E, LC-140P, LC-140B, LC-102N 및 그 들중 적어도 2이상의 혼합물중에서 선택되며, 이외에도 유화계, 비유화계 또는 비스-아미드계 왁스가 사용될 수 있다.

이와같이 제조된 형광체 분말들은, 판넬의 내면에 코팅된 휘발성 전도막위에 휘발성 광전도막을 형성시키고, 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시킨 후, 그 광전도막을 광원으로 새도우마스크를 통과시켜 선택적으로 노광하고, 그 노광된 부분에 방전전극에 의해 대전된 제 1 형광체를 부착, 현상시키며, 제 2 및 제 3 형광체에 대해서도 각각 소망의 배열로 상기 대전단계, 노광단계 및 현상단계를 반복 하고 나서 그 형광체들을 고착시키는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린제조에 있어서, 전기적 특성이 양호하여 적은 방전 에너지로도 대전특성이 월등하고 더욱 카보실이 첨가된 경우, 유동특성이 월등하게 향상되어 분사특성이 양호하게 된다.

따라서, 본 발명에 의한 형광체분말은 큰 유동특성 뿐만 아니라, 대전특성도 우수하기 때문에 상술한 제 3d도의 현상공정에서와 같이 형광체분말이 호퍼로부터 유출될 때, 그 호퍼로부터 벤츄리관으로 유동할 때, 또한, 벤츄리관을 통해 공기압으로 분산될 때 코팅된 왁스와 카보실의 큰 대전성과 유동성으로 인하여 균일한 이송 및 분사가 가능하게 되고, 방전전극에 의한 대전도 균일하게 되고 또한 대전량의 조절이 용이하게 되며, 나아가 짧은 시간내에 균일한 두께로 형광체 분말이 그 광전도막에 현상되게 되는 등의 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예가 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정 되지 아니하고 청구범위에 기재된 사항으로부터 당업자라면 여러 가지 변경과 변형이 가능하다.

예를 들면, 종래의 습식 슬러리에 의한 스크린제조에도 이 카보실 코팅 형광체를 사용함으로써 현탁액 내에서의 유동특성으로 인한 분산특성을 향상시킬 수 있는 응용이 가능하다.

Claims (5)

1. 판넬의 내면에 코팅된 휘발성 전도막위에 휘발성 광전도막을 형성시키고, 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시킨 후, 그 광전도막을 광원으로 새도우마스크를 통과시켜 선택적으로 노광하고, 그 노광된 부분에 방전전극에 의해 대전된 제 1 형광체를 부착, 현상시키며, 제2 및 제 3 형광체에 대해서도 각각 소망의 배열로 상기 대전단계, 노광단계 및 현상단계를 반복하고 나서 그 형광체들을 고착시키는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 건식분말 형태의 형광체의 제조방법에 있어서;

   톨루엔에 형광체 분말을 가하여 교반시키는 혼합단계;

   그 형광체 분말이 혼합된 톨루엔에 왁스를 형광체 중량에 대해 0.1 내지 1.0중량% 천천히 가하고, 카보실을 형광체 중량에 대해 0.1 내지 0.5중량% 추가로 첨가하는 첨가단계 :

   그 첨가단계의 결과물을 건조시키는 건조단계 : 그리고

   그 건조단계에서 건조된 결과물을 체로 거르는 시빙단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 스크린 제조용 형광체 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 혼합단계가 초음파에 의해 분산되는 단계이며,상기 건조단계 직전에 글라스 프리트 필터에 의해 필터링되는 필터링단계를 추가하며, 상기 건조단계는 100℃이하에서 3 내지 5시간정도 건조되는 단계인 것을 특징으로 하는 음극선관의 스크린 제조용 형광체 제조방법.
3. 제 1항 또는 제 2 항중 어느 한항에 있어서, 상기 왁스가 LC-301E, LC-140P, LC-140B, LC-102N 및 그 들중 적어도 2이상의 혼합물중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 스크린 제조용 형광체 제조방법.
4. 판넬의 내면에 코팅된 휘발성 전도막위에 휘발성 광전도막을 형성시키고, 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시킨 후, 그 광전도막을 광원으로 새도우마스크를 통과시켜 선택적으로 노광하고, 그 노광된 부분에 방전전극에 의해 대전된 제 1 형광체를 부착,현상시키며, 제 2 및 제 3 형광체에 대해서도 각각 소망의 배열로 상기 대전단계, 노광단계 및 현상단계를 반복하고 나서 그 형광체들을 고착시키는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 건식분말 형태의 형광체에 있어서,

   그 건식분말 형광체의 입자표면에 그 형광체의 중량에 대해 0.1 내지 1.0중량%의 왁스와 0.1 내지 0.5 중량%의 카보실이 코팅된 것을 특징으로 하는 음극선관의 스크린 제조용 형광체.
5. 제 4항에 있어서, 상기 왁스가 LC-301E, LC-140P, LC-140B, LC-102N 및 그들중 적어도 2이상의 혼합물중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 스크린 제조용 형광체.