KR100330149B1 - 음극선관의 형광막 스크린과 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

형광막의 발광 면적이 확대된 음극선관의 형광막 스크린으로서, 형광막 스크린은 다수개의 녹, 청, 적 형광막과, 이들 형광막 사이에 위치하는 블랙 매트릭스막과, 형광막과 블랙 매트릭스막 위로 배치되어 형광막에서 패널 반대 방향으로 발산된 빛을 패널 방향으로 반사시키는 알루미늄막과, 블랙 매트릭스막 아래에서 소정의 높이로 형성되어 패널 뒤쪽에 도포된 형광체의 발광을 패널 외부로 전달시키는 투명 재질의 투과막으로 이루어진다. 상기한 투과막에 의해 패널 표면에 도포된 형광체 뿐만 아니라 패널 뒤쪽에 도포된 형광체의 발광 또한 패널 외부로 전달될 수 있으며, 이로서 전자빔 주사에 의한 발광시 보다 많은 빛을 외부로 방출함으로써 화면의 휘도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.

Description

음극선관의 형광막 스크린과 이의 제조방법 {Phosphor screen of cathode ray tube and manufacturing method of the same}

본 발명은 음극선관의 형광막 스크린과 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화면의 휘도를 높이기 위하여 형광막의 발광 면적을 최대화한 음극선관의 형광막 스크린과 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은 전자총에서 방출된 세줄기의 전자빔을 다수개의 녹, 청, 적 형광막들로 이루어진 형광막 스크린에 주사하여 이를 발광시킴으로써 소정의 화상을 구현하는 표시장치이다.

이와 같이 화상이 구현되는 영역인 형광막 스크린은 도 11에서 도시하는 바와 같이 패널(1)의 내면에 형성되며, 이러한 형광막 스크린(3)과 일정한 간격을 두고 다수개의 빔통과용 어퍼쳐(5a)를 형성하는 섀도우 마스크(5)가 배치된다.

상기한 형광막 스크린(3)은 도트 또는 스트라이프 패턴으로 형성되는 다수개의 녹, 청, 적 형광막(7)과, 이들 형광막(7) 사이로 배치되며 광 흡수 물질인 흑연으로 이루어지는 블랙 매트릭스막(9)과, 이들 형광막(7)과 블랙 매트릭스막(9) 위로 형성되는 알루미늄막(11)으로 이루어진다.

상기한 블랙 매트릭스막(9)은 개개의 형광막(7)에서 방출되는 빛을 구분시켜 화면의 콘트라스트와 색순도를 향상시키며, 알루미늄막(11)은 전자빔(13)을 주사받아 형광막(7)에서 사방으로 방출된 빛 가운데 패널(1) 반대 방향으로 발산된 빛을 패널 (1) 방향으로 반사하여 화면의 휘도를 높이는 역할을 한다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 형광막 스크린(3)을 향하여 세줄기의 전자빔(13)을 방출하면, 방출된 전자빔(13)은 하나의 빔통과용 어퍼쳐(5a)에서 집중된 후, 이를 통과하면서 해당 형광막(7)으로 분리되어 지정된 형광막(7)을 발광시킴으로써 화면을 형성하게 된다.

여기서, 음극선관이 구현하는 화면의 휘도는 여러가지 요인들, 즉 패널의 투과율과 섀도우 마스크의 어퍼쳐 사이즈 및 형광체의 조성 등에 의해 결정되는데, 특히 형광막의 발광 면적이 넓어질수록 화면의 휘도는 높아지게 된다.

그러나, 종래 기술에 의한 형광막 스크린은 패널의 평탄한 내표면에 블랙 매트릭스막과 형광막이 서로 일정한 넓이를 차지하며 동일 평면상에 배치되는 구조이기 때문에, 단순히 형광막의 폭만을 넓힌다면 블랙 매트릭스막의 폭이 축소되어 화면의 콘트라스트를 저하시키게 된다. 따라서 블랙 매트릭스막에 대한 형광막의 폭 비는 고정된 값으로서, 화면의 휘도를 향상시키는데 일정한 한계를 갖게 된다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 블랙 매트릭스막의 폭을 축소시키지 않으면서도 형광막의 발광 면적을 최대화하여 화면의 휘도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 음극선관의 형광막 스크린과 이의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 형광막 스크린을 포함하는 음극선관의 단면도.

도 2는 형광막 스크린을 확대 도시한 도 1의 A부 확대도.

도 3은 본 발명에 의한 형광막 스크린의 제조 공정을 나타낸 공정 순서도.

도 4 ∼ 도 10은 형광막 스크린 제조 공정을 도시한 개략도.

도 11은 종래 기술에 의한 음극선관의 일부 단면도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

패널의 내면에 일정한 간격을 두고 배치되는 다수개의 녹, 청, 적 형광막과,

광 흡수 물질로 이루어지며 상기한 형광막 사이에 배치되어 각각의 형광막을 분리시키는 블랙 매트릭스막과,

상기한 형광막과 블랙 매트릭스막 위에 배치되어 형광막에서 패널 반대방향으로 발산된 빛을 패널 방향으로 반사시키는 알루미늄막과,

상기한 형광막을 감싸도록 패널 내면을 요철화하여 형광막의 발광 면적을 증대시키는 수단을 포함하는 음극선관의 형광막 스크린을 제공한다.

상기 수단은 블랙 매트릭스막과 동일한 패턴으로 형성되며 블랙 매트릭스막 아래에서 소정의 높이로 형성되는 투명 재질의 투과막으로 이루어지며, 이는 내열 및 강도 특성이 우수한 실리케이트막으로 이루어짐이 바람직하다.

이로서 패널 표면에 도포된 형광체 뿐만 아니라 패널 표면과 소정의 거리를두고 위치하는 형광체의 발광 또한 상기한 투과막에 의해 패널 외부로 전달되어, 보다 많은 빛을 외부로 방출할 수 있으므로 화면의 휘도를 효과적으로 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 실시예에 의한 형광막 스크린을 포함하는 음극선관의 단면도이고, 도 2는 형광막 스크린을 확대 도시한 도 1의 A부 확대도이다.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 음극선관은 내면으로 형광막 스크린(2)이 형성되는 패널(4)과, 내주면으로 전자총(6)을 장착하는 넥크부(8)와, 상기 패널(4)과 넥크부(8)를 연결하며 외주면으로 편향 요크(10)가 장착되는 펀넬(12)이 일체로 봉착되어 있다.

상기한 전자총(6)에서 전류 밀도가 제어되는 세줄기의 전자빔(14)을 방출하면, 편향 요크(10)가 발생하는 자계에 의해 이들 전자빔(14)이 편향되어 형광막 스크린(2)상에 라스터를 그리게 되고, 편향된 전자빔(14)은 섀도우 마스크(16)에 의해 해당 형광막으로 분리되어 지정된 형광막을 발광시킨다.

도 2에서 도시하는 바와 같이, 형광막 스크린(2)은 일정한 간격을 두고 배치되는 다수개의 녹, 청, 적 형광막(18)과, 이들 형광막(18) 사이로 배치되는 블랙 매트릭스막(20)과, 이들 형광막(18)과 블랙 매트릭스막(20) 위로 배치되는 알루미늄막(22)을 포함한다.

여기서, 본 실시예에 의한 형광막 스크린(2)은 블랙 매트릭스막(20)과 형광막 (18)아래, 즉 패널(4)의 내표면으로 패널(4)의 평탄한 내부 구조를 입체화시켜 형광막(18)의 발광 면적을 증대시키는 수단을 제공한다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 수단은 블랙 매트릭스막(20)과 동일한 패턴으로 형성되며 블랙 매트릭스막(20) 아래에서 소정의 높이로 형성되어 패널(4)의 내면을 입체화시키는 투명 재질의 투과막(24)으로 이루어진다.

상기한 투과막(24)은 블랙 매트릭스막(20)이 위치하는 소정 높이의 평탄부(24a)와, 이들 평탄부(24a) 사이의 오목부(24b)로 구분되며, 상기한 오목부(24b) 내부에 형광막(18)이 위치한다.

상기한 구조에 의해, 형광막(18)을 구성하는 형광체 가운데 패널(4) 표면에 도포된 형광체의 발광은 패널(4)을 통하여 외부로 방출되는 동시에, 패널(4) 표면을 기준으로 패널(4) 뒤쪽에 도포된 형광체의 발광 또한 투명한 투과막(24)에 의해 패널(4) 외부로 방출될 수 있다.

이로서 상기한 형광막(18)은 투과막(24)에 의해 발광 면적이 더욱 확대되어, 전자빔 주사에 의한 발광시 보다 많은 빛을 외부로 방출함으로써 화면의 휘도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.

이와 같이 형광막(18)의 도포 면적을 확대시키는 투과막(24)은 그 높이가 형광체 입경의 대략 2∼3배 정도로 이루어짐이 바람직하며, 형광막(18)에서 발광된 빛이 효과적으로 투과될 수 있도록 투명하며 내열 및 강도 특성이 우수한 실리케이트(SiO₂)막으로 이루어짐이 바람직하다.

이 때, 상기한 실리케이트막은 성분 조정에 의해 특정의 색감을 표현할 수 있으며, 이 경우 각각의 형광막(18)에서 발광되는 빛을 구분시켜 화면의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

다음으로, 본 실시예에 의한 형광막 스크린의 제조방법에 대하여 설명한다.

도 3은 본 실시예에 의한 형광막 스크린의 제조 공정을 나타낸 공정도로서, 형광막 스크린의 제조 과정은 패널의 내표면에 투과막, 즉 실리케이트막을 형성하는 단계와, 실리케이트막의 평탄부 표면으로 블랙 매트릭스막을 형성하는 단계와, 실리케이트막의 오목부 내부에 형광막을 형성하는 단계와, 상기한 블랙 매트릭스막 및 형광막의 표면에 필르밍막을 형성하는 단계와, 필르밍막의 표면에 알루미늄막을 증착하는 단계와, 소성하는 단계를 포함한다.

형광막 스크린을 제조하기 위하여, 먼저 패널(4)의 내표면에 포토레지스트 용액을 균일하게 도포하고, 패널에 마스크를 장착한 다음, 노광하여 이후 형광막이 형성될 부분만을 선택적으로 경화시킨다. 그리고 현상 작업을 거쳐 경화되지 않은 포토레지스트 용액을 제거하여 특정 패턴의 포토레지스트막(26)을 형성한다. (도 4 참고)

그리고 상기한 포토레지스트막(26) 위로 실리케이트 용액(28)을 도포 및 건조시키고 (도 5 참고), 에칭 용액의 부식력으로 포토레지스트막(26)과 포토레지스트막(26) 표면의 실리케이트막을 부식시킨 다음, 현상하여 소정 패턴의 실리케이트막(24)을 완성한다. (도 6 참고)

다음으로, 공지의 블랙 매트릭스막 공정으로 실리케이트막(24)의평탄부(24a) 표면에 블랙 매트릭스막(20)을 형성한 다음 (도 7 참고), 녹 형광체 슬러리를 도포하고 부분적으로 경화시킨 후 현상하여 경화되지 않은 형광체 슬러리를 제거하는 공지의 방법을 이용, 청 형광체 슬러리와 적 형광체 슬러리를 순차적으로 도포하여 실리케이트막(24)의 오목부(24b) 내부에 각각의 녹, 청, 적 형광막(18)을 형성한다. (도 8 참고)

이 때, 상기한 실리케이트막(24)은 형광막(18)에서 발산된 빛을 효과적으로 투과시키기 위하여 블랙 매트릭스막(20)보다 충분히 큰 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.

이는 실리케이트막 형성 과정에서 포토레지스트 용액의 노광 시간을 블랙 매트릭스 과정에서의 노광 시간보다 단축시켜 포토레지스트막의 폭을 축소시키는 것으로 가능하다.

그리고 상기한 블랙 매트릭스막(20)과 형광막(18)의 표면으로 필르밍 용액을 도포 및 건조시켜 필르밍막(30)을 형성한다. (도 9 참고) 상기한 필르밍막(30)은 이후 증착될 알루미늄막을 평탄화시켜 알루미늄막의 반사 효율을 높임으로써 화면의 휘도를 향상시키게 된다.

다음으로, 진공 챔버 내부에서 고온의 비엔-히터(BN-heater)를 이용, 알루미늄을 증발 확산시켜 상기한 필르밍막(30)의 표면에 알루미늄막(22)을 증착하고, (도 10 참고) 패널(4)을 소성로에 투입하여 고분자 유기물 및 상기한 필르밍막(30)을 연소 제거함으로써 도 2에서 도시하는 바와 같은 형광막 스크린(2)으로 완성한다.

상기한 알루미늄막(22)은 형광막(18)에서 패널(4) 반대 방향으로 발산된 빛을 패널(4) 방향으로 반사하여 화면의 휘도를 높이고, 형광막 스크린(2)의 전위 강하를 방지하는 역할을 한다.

이상과 같은 과정을 통하여 본 실시예에 의한 형광막 스크린을 용이하게 제조할 수 있다.

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 형광막 스크린은 투과막에 의해 패널 뒤쪽에 도포된 형광체의 발광을 효과적으로 패널 외부로 방출시킬 수 있다. 이로서 본 발명에 의한 형광막 스크린은 기존 형광막 스크린에 비해 높은 휘도를 구현할 수 있다.

Claims (6)

1. 패널의 내면에 일정한 간격을 두고 배치되는 다수개의 녹, 청, 적 형광막과;

   광 흡수 물질로 이루어지며 상기한 형광막 사이에 배치되어 각각의 형광막을 분리시키는 블랙 매트릭스막과;

   상기한 형광막과 블랙 매트릭스막 위에 배치되어 형광막에서 패널 반대방향으로 발산된 빛을 패널 방향으로 반사시키는 알루미늄막; 및

   상기한 패널과 블랙 매트릭스막 사이에서 소정의 높이를 가지고 형성되어 상기한 형광막을 감싸도록 패널 내면을 요철화하는 투명 재질의 투과막을 포함하는 음극선관용 형광막 스크린.
2. (삭제)
3. 제 1항에 있어서, 상기 투과막은 실리케이트로 이루어지는 음극선관의 형광막 스크린.
4. 패널의 내면에 형성되며 다수개의 녹, 청, 적 형광막과 블랙 매트릭스막을 포함하여 전자빔 주사에 의해 화상을 표현하는 형광막 스크린과;

   넥크부의 내주면에 장착되며 상기한 형광막 스크린을 향하여 세줄기의 전자빔을 방출하는 전자총과;

   펀넬의 외주면에 장착되며 수평 및 수직 자계를 발생시켜 전자총에서 방출된 전자빔을 편향시키는 편향 요크와;

   상기한 형광막 스크린과 마주하도록 패널 내부에 장착되며 다수개의 빔통과용 어퍼쳐를 형성하여 세줄기의 전자빔을 해당 형광막으로 분리시키는 섀도우 마스크를 포함하는 음극선관에 있어서,

   상기한 형광막 스크린은 블랙 매트릭스막 아래에서 소정의 높이로 형성되어 형광막의 발광 면적을 증대시키는 투명 재질의 투과막을 더욱 포함함을 특징으로 하는 음극선관.
5. 패널의 내표면에 일정한 높이로 소정 패턴의 투과막을 형성하는 단계와;

   상기한 투과막의 평탄부 표면에 블랙 매트릭스막을 형성하는 단계와;

   상기한 투과막의 오목부 내부에 각각의 녹, 청, 적 형광막을 형성하는 단계와;

   상기한 블랙 매트릭스막과 형광막 위로 필르밍 용액을 도포하고 건조시키는 단계와;

   상기한 필르밍막의 표면에 알루미늄막을 증착시키는 단계와;

   상기한 막들이 형성된 패널을 소성하여 필르밍막을 제거하는 단계를 포함하는 음극선관의 형광막 제조방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 투과막을 형성하는 단계는,

   패널의 내표면에 포토레지스트 용액을 도포하는 단계와;

   상기 패널에 마스크를 장착하고 노광하여 이후 형광막이 형성될 부분만을 선택적으로 경화시키는 단계와;

   패널을 현상하여 경화되지 않은 포토레지스트 용액을 제거하는 단계와;

   포토레지스트막 위로 패널 내표면 전체에 걸쳐 실리케이트막을 형성하는 단계와;

   에칭 용액을 투입하여 포토레지스트막과 포토레지스트막 표면의 실리케이트막을 에칭하고 현상하여 실리케이트막을 패턴화시키는 단계를 포함하는 음극선관의 형광막 스크린 제조 방법.