KR100315239B1 - 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법 - Google Patents

Abstract

공지의 슬러리 공정에 비해 공정수와 소요시간을 단축시키며, 빔 인덱스형 음극선관의 경우 인덱스 스트라이프의 잔사에 의한 노이즈 발생을 방지할 수 있는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법에 관한 것으로서,

패널 위에 블랙 매트릭스막을 형성하는 단계와, G 칼라층을 전사층으로 구비하는 제 1전사필름에 레이저를 주사하여 G 칼라층을 패널에 전사시키는 단계와, B 칼라층을 전사층으로 구비하는 제 2전사필름에 레이저를 주사하여 B 칼라층을 패널에 전사시키는 단계와, R 칼라층을 전사층으로 구비하는 제 3전사필름에 레이저를 주사하여 R 칼라층을 패널에 전사시키는 단계와, 패널 전면에 유기막과 알루미늄 반사막을 형성하는 단계와, 패널을 소성하여 유기 물질을 제거하는 단계를 포함하는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법을 제공한다.

Description

음극선관의 형광막 스크린 제조 방법 {Manufacturing method of phosphor screen for CRT}

본 발명은 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬러리 공정에 비해 공정수와 소요시간을 단축시키며, 빔 인덱스형 음극선관의 경우 인덱스 스트라이프의 잔사에 의한 노이즈 발생을 방지할 수 있도록 한 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은 전자총에서 전자빔을 생성, 집속 및 가속시키고 이를 형광막 스크린에 주사하여 형광체를 발광시킴으로써 화상을 구현하는 디스플레이장치로서, 특히 빔 인덱스형 음극선관은 일반 음극선관에서 색선별 전극으로 기능하는 섀도우 마스크 대신 형광막 스크린에 인덱스 스트라이프를 구비하여 색선별 기능을 행하고 있다.

도 11은 일반적인 빔 인덱스형 음극선관의 단면도이고, 도 12는 형광막 스크린의 확대 단면도로서, 도시한 바와 같이 빔 인덱스형 음극선관은 전면 내측으로 형광막 스크린(1)이 형성된 튜브(3)와, 튜브(3)의 후방에 장착되며 한줄기 전자빔(5)을 방출하는 전자총(7)과, 튜브(3)의 외주면에 장착되며 전자빔(5)을 편향시키는 편향 요크(9)와, 인덱스 스트라이프(11)로부터 반사된 광 펄스를 감지하는 집광판(13) 및 포토디텍터(15)를 구비한다.

그리고 상기한 형광막 스크린(1)은 블랙 매트릭스막(17)(이하 '비엠막'이라 함) 사이에 순차적으로 형성되는 R, G, B 형광막 스트라이프(19)와, 알루미늄 반사막(21) 및 알루미늄 반사막(21) 위에 임의의 간격으로 형성되는 인덱스 스트라이프(11)로 이루어진다.

상기한 구성에 따라, 전자총(7)에서 전자빔(5)을 방출하면, 전자빔(5)은 인덱스 스트라이프(11)를 여기시켜 광 펄스를 생성하며, 이 광 펄스는 집광판(13)을 거쳐 포토디텍터(15)에서 검출되어 인덱스 신호로 전환된다. 상기 인덱스 신호는 인덱싱 회로에서 색신호와 동기되어 정확한 칼라 신호를 방출, 원하는 색을 구현할 수 있도록 한다.

이와 같이 색선별 기능을 위하여 인덱스 스트라이프(11)를 포함하는 빔 인덱스형 음극선관의 형광막 스크린과 더불어 일반 음극선관에서의 형광막 스크린 모두는 통상의 슬러리 공정으로 제조된다.

도 13은 종래 기술에 의한 형광막 스크린의 제조 공정을 나타낸 개략도로서, 먼저 패널(23)을 세정하고 공지의 포토리소그래피 공정을 이용하여 비엠막(17)을 형성한다. 그리고 G 형광체 슬러리를 패널(23) 전체에 도포하고 부분 노광하여 G 형광체 슬러리를 경화시킨 다음, 경화되지 않은 나머지 슬러리를 현상을 통해 제거하여 G 형광막 스트라이프(19G)를 완성한다. 상기 G 형광막 스트라이프(19G)와 동일한 과정을 거쳐 B 형광막 스트라이프(19B)와 R 형광막 스트라이프(19R)를 형성한다.

다음으로 상기한 비엠막(17)과 형광막 스트라이프(19) 위에 유기막(25)을 형성하고, 진공 상태에서 알루미늄을 증발 확산시켜 얇은 알루미늄 반사막(21)을 형성한다. 그리고 빔 인덱스형 음극선관의 경우, 알루미늄 반사막(21) 위로 보호막(도시하지 않음)을 형성하고, 보호막 위로 인덱스 형광체 슬러리를 도포한 다음, 부분 노광 및 현상하여 일정한 간격으로 인덱스 스트라이프(11)를 형성한다.

인덱스 스트라이프(11) 형성 후, 상기한 패널(23)을 소성로에 투입하여 400℃ 이상의 고온에서 소성한다. 상기한 소성 과정을 거쳐 유기막(25) 및 보호막 등과 같은 유기 물질이 분해되면서 최종 형광막 스크린으로 완성된다.

그러나 종래 기술에 의한 형광막 스크린은 개개의 형광막 스트라이프와 특히 인덱스 스트라이프 모두가 슬러리를 이용한 도포, 건조, 노광 및 현상의 단계로 이루어지는 슬러리 공정으로 제조되어 전체 공정이 복잡하며 전체 제작에 소요되는 시간이 증가하는 단점이 있다.

또한 슬러리 공정으로는 우수한 막품질을 얻기 어려우므로 빔 인덱스형 음극선관의 경우, 현상 후 원하지 않는 위치에 인덱스 스트라이프가 잔류하거나 비엠막보다 넓은 폭으로 형성될 수 있으며, 이 경우 음극선관 작동시 노이즈 신호가 발생하여 정확한 화면을 구성할 수 없으므로 음극선관의 화질 특성을 저하시키게 된다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 레이저를 이용한 전사법으로 형광막과 인덱스 스트라이프를 형성하여 슬러리 공정에 비해 전체 공정수를 효과적으로 단축시킬 수 있는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 슬러리 공정보다 우수한 막품질을 구현하며, 빔 인덱스형 음극선관에서는 인덱스 스트라이프의 잔사에 의한 노이즈 발생을 방지할 수 있는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 형광막 스크린 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.

도 2∼도 9는 본 발명에 의한 형광막 스크린 제조 과정을 도시한 개략도.

도 10은 본 발명에 의한 빔 인덱스형 음극선관의 단면도.

도 11은 일반적인 빔 인덱스형 음극선관의 개략도.

도 12는 형광막 스크린의 확대 단면도.

도 13은 종래 기술에 의한 형광막 스크린 제조 과정을 도시한 개략도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

패널 위에 블랙 매트릭스막을 형성하는 단계와,

G 칼라층을 전사층으로 구비하는 제 1전사필름에 레이저를 주사하여 G 칼라층을 패널에 전사시키는 단계와,

B 칼라층을 전사층으로 구비하는 제 2전사필름에 레이저를 주사하여 B 칼라층을 패널에 전사시키는 단계와,

R 칼라층을 전사층으로 구비하는 제 3전사필름에 레이저를 주사하여 R 칼라층을 패널에 전사시키는 단계와,

패널 전면에 유기막과 알루미늄 반사막을 형성하는 단계와,

패널을 소성하여 유기 물질을 제거하는 단계를 포함하는 빔 인덱스형 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법을 제공한다.

여기서 상기 형광막 스크린이 형성되는 패널은 레이저 전사 공정에 유리하도록 실질적인 평판 형상으로 이루어짐이 바람직하며, 빔 인덱스형 음극선관에서는 알루미늄 반사막을 형성한 다음, 인덱스 형광층을 전사층으로 구비하는 제 4전사필름에 레이저를 주사하여 인덱스 형광층을 전사시키는 단계를 더욱 포함한다.

본 발명은 이와 같이 한번의 레이저 주사로 R, G, B 형광막과 인덱스 스트라이프를 정확한 패턴으로 형성할 수 있으므로 형광막 스크린의 제조 공정과 전체 공정에 소요되는 시간을 단축시키며, 인덱스 스트라이프의 잔사를 효과적으로 방지하여 노이즈 신호 발생에 의한 화질 저하를 방지할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 빔 인덱스형 음극선관을 기준으로 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 실시예에 의한 음극선관의 형광막 스크린 제조 과정을 순차적으로 나타낸 공정 순서도로서, 형광막 스크린 제조 방법은 비엠막 형성 단계와, 전사필름과 레이저를 이용하여 G, B, R 칼라층을 패널에 전사시키는 단계와, 패널 전면에 유기막과 알루미늄 반사막을 형성하는 단계와, 전사필름과 레이저를 이용하여 인덱스 형광층을 패널에 전사시키는 단계와, 소성하는 단계로 이루어진다.

먼저, 형광막 스크린을 제조하기 위하여 패널(2)을 세정하고, 공지의 포토리소그래피 공정으로 비엠막(4)을 형성한다. (도 2 참고) 상기 비엠막(4)은 흑연과 같은 광흡수 물질로 이루어지며, 각각의 형광막 스트라이프를 분리하여 화면의 해상도와 색순도를 향상시키는 역할을 한다.

상기한 비엠막(4) 형성 이후, G 칼라층(6)을 전사층으로 구비하는 제 1전사필름(8)을 패널(2) 위에 배치하고, 제 1전사필름(8) 일끝단에서 이와 마주하는 반대편 끝단을 향하여 여러 줄기의 레이저를 주사하면, 레이저를 주사받은 부분의 G 칼라층(6)이 선택적으로 패널(2)에 전사되면서 G 형광막 스트라이프(10G)를 형성한다. (도 3 참고)

이와 같이 레이저를 이용한 전사법은 레이저 조사에 의해 전사필름에 코팅된 안료분산 착색 조성물이 기판에 전사(transfer)되면서 기판에 패턴을 형성하는 원리로서, 전사필름의 구체적인 구성을 도 4에 도시하였다. 도시한 바와 같이 전사필름(12)은 투명한 지지층(14)과, 빛-열 변환층(16)(LTHC; light to heat convertible layer)과 전사층(18)(통상의 칼라층)으로 이루어진다.

상기 지지층(14)은 전사필름(12)의 지지체 역할을 하며, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 에폭시수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌 등과 같은 투명성 우수한 고분자 필름으로 이루어지며, 주로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름으로 이루어진다.

상기 빛-열 변환층(16)은 레이저의 빛에너지를 열에너지를 변환하며, 열에 의해 가스를 생성시키는 물질 또는 녹는 물질을 함유하여 가스의 팽창에 의해 전사층(18)을 기판에 전사시키거나 열에 의해 점성이 증가한 전사층(18)을 기판에 부착시킴으로써 패턴을 형성시킨다. 이러한 빛-열 변환층(16)은 일례로 아크릴 모노머에 카본 안료와 광개시제를 넣고 광반응시켜 가교 결합된 아크릴레이트 수지로 이루어질 수 있다.

그리고 상기한 빛-열 변환층(16)과 전사층(18) 사이에는 전사층(18)의 오염을 방지하기 위한 중간층(20)을 도입할 수 있다.

상기한 구성의 전사필름과 레이저를 이용하여 G 형광막 스트라이프(10G)를 형성한 다음, B 칼라층(22)을 전사층으로 구비하는 제 2전사필름(24)을 패널(2) 위에 배치하고, 레이저를 주사하여 B 칼라층(22)의 일부를 패널(2)에 전사시킴으로써 B 형광막 스트라이프(10B)를 형성한다. (도 5 참고)

위와 동일한 방법으로 R 칼라층(26)을 전사층으로 구비하는 제 3전사필름(28)을 패널(2) 위에 배치하고, 레이저를 주사하여 R 형광막 스트라이프(10R)를 형성한다. (도 6 참고)

그리고 비엠막(4)과 R, G, B 형광막(10)이 형성된 패널(2) 전면에 필르밍 용액을 도포하고 건조시켜 유기막(30)을 형성하고, 진공 분위기에서 유기막(30) 표면으로 알루미늄을 증발 확산시켜 얇은 알루미늄 반사막(32)을 형성한다. (도 7 참고)

상기 유기막(30)은 알루미늄 반사막(32)을 평탄화시켜 알루미늄 반사막(32)의 반사 효율을 향상시키며, 상기 알루미늄 반사막(32)은 형광막 스크린의 휘도를 향상시키면서 형광막 스크린에 누적된 전자를 이동시켜 형광막 스크린의 전위 강하를 방지하는 역할을 한다.

다음으로, 빔 인덱스형 음극선관의 경우, 알루미늄 반사막(32) 위에 인덱스 형광층(34)을 전사층으로 구비하는 제 4전사필름(36)을 패널(2) 위에 배치하고 레이저를 주사하여 알루미늄 반사막(32) 위에 인덱스 스트라이프(38)를 형성한다. (도 8 참고) 상기 인덱스 스트라이프(38)는 앞서 형성된 형광막 스트라이프(10)와 마찬가지로 레이저가 조사된 부분만이 패널(2)에 전사되어 인덱스 스트라이프(38)가 형성되어야 할 곳 이외에 다른 부분에 인덱스 스트라이프가 잔류하는 잔사 문제를 해결한다.

상기한 과정으로 인덱스 스트라이프(38)를 형성한 다음, 패널(2)을 소성로에 투입하여 유기막(30)을 포함한 유기물질을 제거함으로써 형광막 스크린(SC)을 완성한다. (도 9 참고)

이 때 형광막 스크린(SC)이 형성되는 패널(2)은 레이저 전사법에 의한 형광막 스크린 제작 공정이 용이하게 이루어질 수 있도록 도 10에서 도시한 바와 같이 측면벽이 없는 실질적인 평판 형상으로 이루어지며, 이를 위하여 펀넬(40)이 패널(2)의 가장자리를 향하여 연장 형성되는 것이 바람직하다.

상기 패널(2)이 평판 형상으로 이루어지는 것이 바람직한 이유는, 패널이 소정의 곡률로 형성되고 네 가장자리에 측면벽이 형성되는 경우, 전사필름의 배치와 레이저의 원활한 주사가 이루어지기 어렵고, 전사필름과 패널 사이를 배기시키는 것이 곤란하여 전사층의 완벽한 전사가 이루어지기 어렵기 때문이다.

상기한 바와 같이 형광막 스트라이프(10)와 인덱스 스트라이프(38)를 레이저 전사법으로 형성하면 한번의 레이저 주사로 패턴 형성을 완성할 수 있으며, 각각의스트라이프 형성에 소요되는 공정수와 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다.

또한 레이저 빔경을 조절하는 것으로 스트라이프의 사이즈를 용이하게 조절할 수 있으며, 레이저가 조사되는 부분에만 스트라이프를 형성할 수 있으므로 형광막 스크린의 막품질을 향상시키고, 인덱스 스트라이프의 잔사를 방지하여 이로 인한 노이즈 발생과 음극선관의 화질 저하를 방지할 수 있는 장점을 갖는다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법은 레이저 전사법을 이용하여 R, G, B 형광막 스트라이프와 인덱스 스트라이프를 형성하는 것을 특징으로 한다. 이로서 레이저가 조사된 부분에만 각 형광막과 인덱스 스트라이프를 정확히 패턴화할 수 있으므로 보다 뛰어난 막품질을 구현할 수 있으며, 레이저 빔경을 조절하는 것으로 각 스트라이프의 폭을 용이하게 조절할 수 있다. 또한 인덱스 스트라이프의 잔사에 의한 노이즈 발생을 방지하며, 전체 형광막 스크린 제조에 소요되는 공정수 및 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 패널 위에 블랙 매트릭스막을 형성하는 단계와;

   G 칼라층을 전사층으로 구비하는 제 1전사필름에 레이저를 주사하여 G 칼라층을 패널에 전사시키는 단계와;

   B 칼라층을 전사층으로 구비하는 제 2전사필름에 레이저를 주사하여 B 칼라층을 패널에 전사시키는 단계와;

   R 칼라층을 전사층으로 구비하는 제 3전사필름에 레이저를 주사하여 R 칼라층을 패널에 전사시키는 단계와;

   패널 전면에 유기막과 알루미늄 반사막을 형성하는 단계와;

   패널을 소성하여 유기 물질을 제거하는 단계를 포함하는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 알루미늄 반사막을 형성한 다음, 인덱스 형광층을 전사층으로 구비하는 제 4전사필름에 레이저를 주사하여 알루미늄 반사막 위에 인덱스 형광층을 전사시키는 단계를 더욱 포함하는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 형광막 스크린이 형성되는 패널이 실질적인 평판 형상으로 이루어지는음극선관의 형광막 스크린 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전사필름이 투명한 지지층과, 레이저의 빛에너지를 열에너지로 변환시키는 빛-열 변환층과, 패널에 전사되기 위한 전사층을 포함하는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 지지층이 폴리에틸렌테레프탈레이프(PET) 필름으로 이루어지는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 빛-열 변환층이 아크릴 모노머에 카본 안료와 광개시제를 넣고 광반응시켜 가교 결합된 아크릴레이트 수지로 이루어지는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법.