KR100317890B1 - 컬러음극선관및그제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 컬러 음극선관은, 페이스 패널의 내면 상에 서로 선정된 위치 관계를 갖도록 형성되는 복수개의 광 투과창을 갖는 블랙 매트릭스막과, 녹색, 청색 및 적색에 대응하도록 상기 광 투과창 내에 형성된 필터막과, 상기 필터막의 내면 상에 녹색, 청색 및 적색 형광체를 적층하여 형성된 형광막을 갖는다. 필터막은 필터 분산액(filter dispersion)을 함유하는 광 점착성 수지(photo-tacky resin)로 이루어진다. 또한, 본 발명은 이 컬러 음극선관의 제조 방법을 제공한다. 이 방법은, 미리 블랙 매트릭스막이 형성된 페이스 패널의 내면에 필요한 필터 분산액을 함유하는 광 점착성 수지를 도포하는 단계와, 새도우 마스크를 통해 광 투과창 내의 광 점착성 수지를 노출시키는 단계와, 형광체 슬러리를 도포하고 건조시켜 형광막을 형성하는 단계와, 광 점착성 수지 및 형광막의 노출되지 않은 불필요한 부분을 동시에 제거하는 단계를 포함한다.

Description

컬러 음극선관 및 그 제조 방법{COLOR CATHODE-RAY TUBE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 컬러 음극선관 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 페이스 패널(face panel)의 내면과 형광막과의 사이에 필터막이 배치된 컬러 음극선관 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 컬러 음극선관의 주요부의 단면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 컬러 음극선관의 외형은 페이스 패널(face panel : 2)과 펀넬(funnel : 15)로 이루어진다. 페이스 패널(2)의 내면 상에는 블랙 매트릭스막(black matrix film : 3)과 필터막(7)이 형성된다. 필터막(7)은 광 투과창(4)이 배치되는 위치에 형성된다. 필터막(7)의 내면 상에는 적색, 청색 및 녹색의 형광막(8)이 형성된다. 또한, 컬러 음극선관(1)은 새도우 마스크(shadow mask : 9), 전자총(16) 및 편향 코일(17)을 포함한다. 새도우 마스크(19)는 형광막(8)으로부터 약간 떨어진 위치에 대향하여 배치된다. 전자총(16)은 전자를 방출한다. 편향 코일(17)은 전자의 경로를 제어한다.
최근, 퍼스널 컴퓨터가 광범위하게 보급됨에 따라, 고 해상도, 고 휘도 등의 시장 요구가 점점 높아지고 있다. 특히, 그래픽 표시 기능이 풍부해짐에 따라, 색 순도(color purity)의 향상이 요구되고 있다. 색 순도를 향상시키는 수단으로서, Journal of Electrochemical Society (Vol. 28, No. 11, 1981)에 기재되어 있는 바와 같이, 페이스 패널과 형광막 사이에 형광체의 발광 색에 대응하는 컬러 필터막을 배치하는 기술이 개시되어 있다.
도 2의 (a)∼(i)는 종래의 필터막과 형광막의 전체 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다. 청색의 필터막과 청색의 형광막을 형성하는 단계를 예로 들어 설명한다.
도 2의 (a)는 페이스 패널(2)의 내면 상에 미리 블랙 매트릭스막(3 ; 이하, BM막이라 칭함)과 광 투과창(4)을 형성한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, BM막(3)과 페이스 패널(2)이 약간 침하(sink)할 정도로 청색 필터 용액을 도포하여 BM막(3)과 광 투과창(4)을 피복한 다음, 건조시켜 페이스 패널(2) 전면(entire surface)에 청색 필터층(7b)을 형성한다.
도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 새도우 마스크(9)를 통해 청색 필터층(7b)의 요구되는 부분, 즉 필요한 광 투과창(4)만을 자외선 광(10)으로 노출시킨다.
도 2의 (d)에 나타낸 바와 같이, 노출된 부분만이 비수용성(water-insoluble)이기 때문에, 물로 현상(development)을 행하면, 노출되지 않은 그 외의 부분이 제거되고, 노출된 광 투과창(4)에만 필요한 청색 필터막(7B)이 형성된다.
마찬가지로, 도 2의 (e)에 나타낸 바와 같이, 녹색 필터막(7G) 및 적색 필터막(7R)을 순차 형성한다. 이러한 방법으로, 페이스 패널(2)의 내면 상의 선정된 위치, 즉 광 투과창(4)에 필요한 필터막(7G, 7B, 7R)을 형성한다.
상기 방법으로 형성된 대응하는 필터막(7G, 7B, 7R) 상에 형광막을 코팅에 의해 형성한다. 청색 형광막(8B)의 형성 방법에 대해 설명한다.
도 2의(f)에 나타낸 바와 같이, 페이스 패널(2)의 내면 상에 형성된필터막(7G, 7B, 7R)의 상면에 청색 형광체 슬러리(slurry)를 도포하고 건조시켜, 청색 형광층(8b)을 형성한다.
도 2의 (g)에 나타낸 바와 같이, 상기 공정에서 형성된 청색 필터막(7B)의 상면 부분, 즉 청색 필터층(8b)의 요구되는 부분만을 새도우 마스크(9)를 통해 자외선 광으로 노출시킨다.
도 2의 (h)에 나타낸 바와 같이, 노출된 부분만이 비수용성이기 때문에, 물로 현상을 행하면, 노출되지 않은 그 외의 부분이 제거되고, 노출된 필요한 청색 형광막(8B)만이 청색 필터막(7B) 상에 적층되는 형태로 형성된다.
마찬가지로, 도 2의 (i)에 나타낸 바와 같이, 녹색 형광막(8G) 및 적색 형광막(8R)을 순차 형성한다. 이러한 방법으로, 페이스 패널(2)의 내면 상의 선정된 위치, 즉 필터막(7B, 7G, 7R) 상에 각각 적층되도록 형광막(8B, 8G, 8R)을 형성한다.
상술한 바와 같이, 컬러 음극선관의 제조 방법은, 필터막[7B(7G, 7R)]을 형성하는 필터막 형성 단계와, 필터막[7B(7G, 7R)] 상에 형광막[8B(8G, 8R)]을 적층 형성하는 형광막 형성 단계에서 2회의 노출 공정이 필요하다. 페이스 패널(2)과 새도우 마스크(9) 사이의 불일치(misalignment) 등에 따라, 필터막[7B(7G, 7R)]과 형광막[8B(8G, 8R)] 사이에 변위(displacement)가 발생하는 경우가 있다. 예를 들면, 적색 형광막(8G)이 인접한 청색 필터막(7B) 상으로 확장되도록 노출된 경우, 색 혼합이 생겨 색 순도를 저하시킨다. 각 필터의 형성 단계와 형광막의 형성단계가 기본적으로 일치한다고 하더라도, 이와 유사한 단계를 2단계 갖추어야 하며, 제조 비용이 매우 높게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 예를 들면 일본 미심사 특허 공개 제94-295683호 공보에는 다음과 같은 기술이 개시되어 있다. 담점(曇点 : cloudy point)이 다른 수용성(water-soluble) 폴리머들을 필터 슬러리 및 형광체 슬러리의 기본 폴리머로서 사용한다. 제1 담점을 갖는 필터 슬러리로 필터층을 형성하고, 제2 담점을 갖는 형광체 슬러리를 이용하여 상기 필터막 상에 형광층을 형성한다. 이 후, 1회의 노출을 행하여 필터막과 형광막 사이의 불일치를 소거한다.
이 기술과 같이, 종래의 제조 방법에 비해 전체 공정이 단축되었지만, 담점에 따른 공정의 추가가 필요하며, 공정에서의 온도 제어가 행해져야 하고, 양품율(fraction nondefective)에 크게 영향을 미치는 요인이 존재하게 된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 필터막과 형광막을 고 정밀도로 적층하는 컬러 음극선관, 및 제조 공정을 단축할 수 있고 양품율을 향상시킬 수 있는 컬러 음극 선관의 제조 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 형태에 따르면, 페이스 패널의 내면 상에 서로 선정된 위치 관계를 갖도록 형성되는 복수개의 광 투과창을 갖는 블랙 매트릭스막과, 녹색, 청색 및 적색에 대응하도록 상기 광 투과창 내에 형성된 필터막과, 상기 필터막의 내면 상에 녹색, 청색 및 적색 형광체를 적층 형성한 형광막을 갖고, 상기 필터막이 필터 분산액(filter dispersion)을 함유하는 광 점착성 수지(photo-tacky resin)로 이루어진 컬러 음극선관을 제공한다.
상술한 제1 형태에 따른 컬러 음극선관은 다음과 같은 보조 형태를 갖는다.
녹색, 청색 및 적색 형광체는 필터막을 형성하는 광 점착성 수지의 점착성에 의해 고착 적층된다.
필터 분산액을 함유하는 광 점착성 수지는 파장 선택 특성을 갖는 미립자(fine-particle) 재료로 이루어지며, 미립자 재료는 안료(pigment)이다.
필터막을 형성하는 광 점착성 수지의 점착성은 노출에 의해 나타난다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제2 형태에 따르면, 페이스 패널의 내면 상에 서로 선정된 위치 관계를 갖도록 형성되는 복수개의 광 투과창을 갖는 블랙 매트릭스막과, 적색, 청색 및 적색에 대응하도록 광 투과창에 형성된 필터막과, 상기 필터막의 내면 상에 적색, 청색 및 적색 형광체를 적층하여 형성된 형광막을 갖는 컬러 음극선관의 제조 방법에 있어서, 미리 블랙 매트릭스막이 형성된 페이스 패널의 내면에 필요한 필터 분산액을 함유하는 광 점착성 수지를 도포하는 단계와, 새도우 마스크를 통해 광 투과창 내의 광 점착성 수지를 노출시키는 단계와, 형광체 슬러리를 도포하고 건조시켜 형광막을 형성하는 단계와, 광 점착성 수지 및 형광막의 노출되지 않은 불필요한 부분을 동시에 제거하는 단계를 포함하는 컬러 음극선관의 제조 방법을 제공한다.
상기 형태를 갖는 컬러 음극선관 및 그 제조 방법에 의하면, 필터막을 노출시켰을 때에 필터막은 점착성을 나타낼 수 있다. 따라서, 녹색, 청색 및 적색에 대응하는 각 필터막의 내면 상에 녹색, 청색 및 적색 형광체가 용이하게 적층 형성될 수 있다. 필터막과 형광막은 일련의 단계에서 1회의 노출 동작만으로 형성될수 있고, 필터막의 현상 및 형광막의 현상이 동시에 행해질 수 있어, 제조 공정이 단축되고 간단하게 된다. 최대의 결함을 일으키는 종래의 노출 공정 수가 1회로 감축된다. 그 결과, 필터막을 형성할 필요가 있더라도 높은 수율로 향상된 휘도 및 콘트라스트 둘 다를 갖는 컬러 음극선관이 제공될 수 있다.
본 발명의 상기 목적 및 그 외의 목적, 본 발명의 특징 및 이점은, 예시로 나타내는 본 발명의 원칙과 부합되는 바람직한 실시예에서의 다음과 같은 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조하여 이루어지는 것에 의해 당 분야에 숙련된 자에게는 자명하게 될 것이다.
도 1은 종래의 컬러 음극선관의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도.
도 2는 종래의 필터막 및 형광막의 제조 방법을 공정순으로 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 컬러 음극선관의 페이스 패널부의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도.
도 4는 도 3에 나타낸 페이스 패널부의 필터막 및 형광막의 제조 방법을 공정순으로 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 컬러 음극선관
2 : 페이스 패널
3 : 블랙 매트릭스막(BM막)
4 : 광 투과창
5 : 필터막
6 : 형광막
9 : 새도우 마스크
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 3 및 도 4의 (a)∼(f)에 나타낸 바와 같이, 참조 번호 1은 컬러 음극선관, 2는 페이스 패널, 3은 블랙 매트릭스막(이하, BM막이라 칭함), 4는 광 투과창, 5는 필터막, 6은 형광막, 9는 새도우 마스크를 나타낸다.
필터막(5)은 필터 분산액을 함유하는 수지로 각각 이루어진 녹색 필터막(5G), 청색 필터막(5B) 및 적색 필터막(5R)을 갖고, 형광막(6)은 각 필터막(5)에 대응하는 녹색 형광막(6G), 청색 형광막(6B) 및 적색 형광막(6R)으로 형성된다.
도 3은 본 발명에 따른 컬러 음극선관의 페이스 패널부의 주요부를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 페이스 패널의 내면 상에 미리 BM막(3) 및 광 투과창(4)을 형성한다. 광 투과창(4) 상에 필터막(5G, 5B, 5R)을형성한다. 필터막(5G, 5B, 5R) 상에 이들에 대응하는 형광막(6G, 6B, 6R)을 정밀도가 좋게 적층 형성한다.
본 발명에 따른 컬러 음극선관(1)의 특징은 페이스 패널(2)의 내면과 형광막(6) 사이에 형성된 필터막에 있고, 필터막(5)의 광 점착성 특성을 이용하여 형광막(6)을 고착 형성하는 것에 목표를 두고 있다. 필터막(5)은 필터 분산액을 함유하는 광 점착성 수지로 이루어진다. 광 점착성 수지는 파장 선택 특성을 갖는 미립자, 즉 안료를 이용한다. 또한, 광 점착성 수지로서는 노출에 의해 점착성을 나타내는 재료를 선택한다.
도 4의 (a)∼(f)는 도 3에 나타낸 페이스 패널 상에 필터막과 형광막을 형성하는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 이 경우, 실시예의 일례로서 청색 필터막(5B)과 청색 형광막(6B)의 형성 방법에 대해 공정순으로 설명한다.
도 4의 (a)는 광 투과창(4) 및 BM막(3)이 미리 형성되어 있는 페이스 패널(2)의 내면을 나타낸 단면도이다. 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 점착성을 나타내고 노출시에 설정되는 파장 선택 특성을 갖는 미립자가 분산되어 있는 청색 필터층(5b)을 이 페이스 패널(2)에 도포한다.
예를 들면, 이 경우의 청색 필터층(5b)은 기본적으로 다음과 같은 조성비를 갖는다.
폴리비닐 알콜 4.2 wt%
코발트 알루미늄(미립자) 16.5 wt%
논크론 N-19(nonchron N-19) 25.7 wt%
순수(pure water) 잔여 wt%
이 조성은 다양한 조건에 따라 변경된다. 감광재로서 논크론 N-19 (TOKYO OHKAKOGYO CO., LTD.의 상표명)를 사용했지만, 광 조사에 의해 점착성을 나타내는 것이면 임의의 다른 감광재일 수도 있다.
도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 청색 필터층(5b)의 필요한 부분, 즉 광 투과창(4)만을 자외선 광(10)을 조사하여 노출시킴으로써, 청색 필터막(5B)을 형성한다.
도 4의 (d)에 나타낸 바와 같이, 청색 형광체와 순수를, 예를 들어 50:50의 비율로 혼합하여 얻어진 청색 형광체 슬러리를 청색 필터막(5B)의 전면에 도포하고 건조시켜 청색 형광층(6b)을 형성한다. 그 후, 물로 청색 형광층(6b)을 현상한다. 청색 형광체와 순수의 혼합 비율은 각종의 처리 조건에 따라 임의로 선택된다.
도 4의 (e)에 나타낸 바와 같이, 이전의 단계에서 노출된 청색 필터막(5B) 부분은 상술한 바와 같이 노출에 의해 점착성을 나타낼 수 있다. 따라서, 청색 형광층(6b)은 청색 필터막(5B)의 상면에 고착된다. 현상이 행해지면, 노출되지 않은 부분이 제거되어, 청색 필터막(5B) 및 그 상면에 형성된 청색 형광막(6B)만이 남게 된다.
마찬가지로, 페이스 패널(2)의 내면에는, 도 4의 (f)에 나타낸 바와 같이 녹색 필터막(5G)의 상면 및 적색 필터막(5R)의 상면에 녹색 형광막(6G) 및 적색 형광막(6R)이 각각 적층 형성된다.
예를 들면, 적색 필터막(5G)의 재료로서 코발트 그린(TiO2·CoO·NiO·ZrO2, CoO·Cr2O3·TiO3·Al2O3) 등이 사용된다. 적색 필터막(5R)의 재료로서는 산화철(Fe2O3) 등이 사용될 수 있다. 각 형광색에 요구되는 파장에 대응하는 재료를 선택할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 각 색의 필터막(5G, 5B, 5R)의 표면이 노출에 의해 점착성을 나타내므로, 필터막(5G, 5B, 5R)의 상면 상에 고착 적층되도록 각 색의 형광막(6G, 6B, 6R)이 형성된다. 따라서, 노출 단계는 1회만 필요하다. 이는, 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 종래에 필터막 형성 단계와 형광막 형성 단계에서의 2회의 노출 동작에 의해 생긴 각 필터막과 형광막 사이의 적층 불일치를 방지한다. 그 결과, 높은 색 순도를 갖는 컬러 음극선관이 얻어질 수 있다.
각 색의 필터막(5G, 5B, 5R)이 점착성을 갖기 때문에, 필터막(5G, 5B, 5R)의 상면 상에 각 형광막(6G, 6B, 6R)이 고착 형성될 수 있다. 따라서, 형광막(6G, 6B, 6R)을 형성하기 위해 분리해서 노출 동작을 행할 필요가 없고, 필터막(5G, 5B, 5R)과 형광막(6G, 6B, 6R)이 동시에 현상될 수 있다. 이는, 종래 기술에 비해 제조 공정이 크게 단축되고, 필터막(5G, 5B, 5R)은 없고 형광막(6G, 6B, 6R)만이 있는 컬러 음극선관의 제조 공정에 대해서도 동등하게 적용될 수 있다. 그 결과, 결함이 발생되는 종래의 단계, 예를 들면 노출 단계가 1회만 행해지므로, 양품율의 저하없이 생산이 가능하게 된다.

Claims (6)

  1. 페이스 패널의 내면 상에 서로 선정된 위치 관계를 갖도록 형성되는 복수개의 광 투과창을 갖는 블랙 매트릭스막(black matrix film),
    녹색, 청색 및 적색에 대응하도록 상기 광 투과창 내에 형성된 필터막, 및
    상기 필터막의 내면 상에 녹색, 청색 및 적색 형광체(phosphor)를 적층 형성한 형광막
    을 구비하고,
    상기 필터막은 필터 분산액(filter dispersion)을 함유하는 광 점착성 수지(photo-tacky resin)로 이루어진 컬러 음극선관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 녹색, 청색 및 적색 형광체는 상기 필터막을 형성하는 상기 광 점착성 수지의 점착성에 의해 고착 적층되는 컬러 음극선관.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필터 분산액을 함유하는 상기 광 점착성 수지는 파장 선택 특성(wavelength selectivity)을 갖는 미립자(fine-particle) 재료로 이루어지는 컬러 음극선관.
  4. 제3항에 있어서, 상기 미립자 재료는 안료(pigment)인 컬러 음극선관.
  5. 제2항에 있어서, 상기 필터막을 형성하는 상기 광 점착성 수지의 점착성은 노출에 의해 나타나는 컬러 음극선관.
  6. 페이스 패널의 내면 상에 서로 선정된 위치 관계를 갖도록 형성되는 복수개의 광 투과창을 갖는 블랙 매트릭스막과, 적색, 청색 및 적색에 대응하도록 상기 광 투과창 내에 형성된 필터막과, 상기 필터막의 내면 상에 녹색, 청색 및 적색 형광체를 적층하여 형성된 형광막을 갖는 컬러 음극선관의 제조 방법에 있어서,
    미리 상기 블랙 매트릭스막이 형성되어 있는 상기 페이스 패널의 내면에 원하는 필터 분산액을 함유하는 광 점착성 수지를 도포하는 단계,
    새도우 마스크를 통해 상기 광 투과창 내의 상기 광 점착성 수지를 노출시키는 단계,
    형광체 슬러리를 도포하고 건조시켜 상기 형광막을 형성하는 단계, 및
    상기 광 점착성 수지 및 상기 형광막의 노출되지 않은 불필요한 부분을 동시에 제거하는 단계
    를 포함하는 컬러 음극선관의 제조 방법.
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