KR100366087B1 - 필터막 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 필터막 - Google Patents

필터막 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 필터막 Download PDF

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Abstract

본 발명은 필터막 형성용 조성물, 이 조성물로부터 형성된 필터막 및 이 필터막을 채용하고 있는 음극선관을 제공한다. 상기 필터막 형성용 조성물은, 금속염, 환원제, 안정제인 비수용성 고분자 수지 및 유기용매로 이루어진 금속 콜로이드 용액과, 금속 알콕사이드 (M(OR)n) (M은 알칼리금속, 알칼리토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, R은 탄소수 1 내지 15의 알킬기이고, n은 1 내지 4임) 및 유기용매로 이루어진 매트릭스 전구체 용액을 포함하여 이루어지며, 상기 금속 콜로이드 용액의 비수용성 고분자 수지가 비수용성 비닐계 수지 또는 비수용성 아크릴 수지인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 필터막 형성용 조성물은 금속 콜로이드 제조시 유기용매에 대한 용해도 특성이 우수한 보호수지를 사용하여 각종 유기용매 계통의 첨가제와 양립할 수 있을 뿐만 아니라 성막성이 우수하고 건조속도가 빠르다. 그리고 이 필터막 형성용 조성물로 형성된 필터막 상부에 수용성 코팅액을 도포하는 경우, 필터막의 손상없이 2층에 수용성 코팅액으로 된 막을 형성할 수 있다. 상기 필터막은 각종 화상표시장치의 콘트라스트 향상용 코팅막이나 각종 장식용 착색 코팅막으로 이용가능하며, 특히 이 필터막을 채용하고 있는 본 발명의 음극선관은 형광체 발광 피크의 중복 파장을 선택적으로 흡수할 뿐만 아니라 패널의 외면과 내면에서의 반사를 최소화할 수 있어 휘도의 저하없이 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

Description

필터막 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 필터막{Composition for filter layer and filter layer formed therefrom}
본 발명은 필터막 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 필터막에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 금속 미립자의 공명흡수(Surface Plasma Resonance: SPR) 현상을 이용하여 화상표시장치의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 필터막 형성용 조성물 및 이 조성물을 이용하여 형성된 필터막에 관한 것이다.
음극선관의 형광면으로부터 발사되는 빛중에서 사람이 육안으로 볼 수 있는 빛은 크게 2종류로 구분가능하다. 전자빔과의 충돌에 의한 형광체의 발광에 의해서 나타나는 빛과, 음극선관이 사용되는 환경의 외부광원의 빛이 음극선관의 형광면 표면에서 반사되어 나오는 빛이다.
외부광원의 빛이 음극선관의 표면에서 반사되어 나오는 빛은 다시 2가지로 구별된다. 하나는 패널의 외부 표면에서 반사되어 나오는 빛이고, 다른 하나는 패널을 통과하여 패널의 내면과 형광체의 경계면에서 반사되어 나오는 빛이다.
형광체에 의하여 만들어지는 빛은 음극선관이 디스플레이하고자 하는 정보를 표시하기 위하여 나타낸 빛으로서 특정 파장의 영역에서 피크를 갖고 있고 이들의조합에 의하여 원하는 다양한 색으로 표시되게 된다. 따라서 가시광선에서 연속적인 파장을 갖고 있는 외부광원의 반사광은 형광체가 발광하는 빛이외의 파장의 빛을 갖게 되고 화면의 콘트라스트를 저해하는 요소로 작용하게 된다.
음극선관의 형광체로서 널리 사용되고 있는 P22 계열 형광체를 예로 들어 이와 같은 현상을 보다 상세하게 설명하고자 한다. ZnS:Ag 형광체(청색)는 450nm에서, ZnS:Au,Cu,Al 형광체(녹색)는 540nm에서, 그리고 Y2O2S:Eu 형광체(적색)는 630nm에서 주 피크를 가지고 있다.
즉, 외광 반사로 인한 빛은 이와 같은 형광체의 발광분포와는 달리 가시광선의 전체 영역에서 연속적인 형태의 발광분포를 가지고 있는 백색광원으로부터 유래한 것이 대부분이어서 형광체의 발광 피크들 사이 영역의 빛을 많이 포함하고 있다.
또한, 청색와 녹색 형광체는 비교적 브로드한 피크 형태를 나타내고 있어서 450nm 내지 550nm에서 서로 중복되는 부분이 존재하고, 적색 형광체의 피크는 575nm 부근에서 많은 사이드 밴드(side band)를 갖고 있으며, 이들 모두 음극선관의 콘트라스트를 저하시키는 요인으로 알려져 있다. 또한, 575nm 부근에서는 외광 및 눈의 시감도 효율(luminous efficiency)이 크기 때문에, 575nm 부근의 빛을 선택적으로 흡수하게 되면, 외부광을 효과적으로 흡수할 수 있고 형광체의 발광효율을 저하시키지 않으면서 형광체간 중복파장의 빛을 흡수하여 색순도를 향상시킬 수 있다.
한편, 575nm의 빛을 선택적으로 흡수하는 경우에는 음극선관의 전체적인 색감(body color)이 청자색 색체를 띄기 때문에 이에 대한 보색효과를 발휘시켜 무채색감을 주기 위해서는 410nm 부근의 빛을 추가적으로 흡수해주는 것이 바람직하다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 575nm, 500nm 및 410nm 부근의 빛을 선택적으로 흡수하도록 함으로써 음극선관의 콘트라스트를 향상시키고자 하는 노력이 계속되어 왔다.
구체적으로 예를 들면, 미국특허 제5,200,667호, 제5,315,209호 및 제5,218,268호는 특정파장의 빛을 흡수하는 염료 또는 안료를 포함하는 필름층을 음극선관의 형광면 외면에 형성하는 방법을 개시하고 있다. 다른 방법으로는, 굴절률이 서로 다른 복수개의 투명 산화물층을 음극선관의 형광면 외면을 코팅하고 코팅의 두께을 조절함으로써 광간섭 현상에 의하여 외면 반사를 줄이는 방법이 있다.
그러나, 상기 방법들은 음극선관의 외면 반사를 감소시킴으로써 콘트라스트 향상을 꾀하고 있으나, 패널 내면과 형광체와의 경계면에서 발생하는 빛의 반사를 줄여주지 못한다는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 미국특허 제4,019,905호, 제4,132,919호 또는 제5,627429호 등에서는 패널의 내면과 형광막 사이에 특정 파장대의 빛을 흡수할 수 있는 안료를 함유하는 중간층을 형성하는 방법을 개시하고 있고, 미국특허 제5,068,568호, 제5,179,318호 등은 패널의 내면과 형광막 사이에 저굴절률층과 고굴절률층을 번갈아 적층하여 광간섭 현상을 이용하는 방법을 개시하고 있다.
이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 굴절율 차이에 의한 광간섭 현상을 이용하는 방법이나 특정 파장대의 빛을 흡수할 수 있는 안료를 함유하는 중간층을 이용하는 방법에 비하여 디스플레이 패널의 외면 또는 내면 반사를 보다 줄일 수 있으며, 형광체 발광 피크의 중복 파장을 상대적으로 보다 많이 흡수함으로써 화상표시장치의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 필터막 형성용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 필터막 형성용 조성물로부터 형성됨으로써 화상표시장치의 패널의 외면과 내면에서의 반사를 최소화할 수 있어서 휘도 저하 없이 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 필터막을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 필터막을 채용함으로써 패널의 외면과 내면에서의 반사를 최소화할 수 있어서 휘도 저하 없이 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 음극선관을 제공하는 것이다.
상기 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 금속염, 환원제, 안정제인 비수용성 고분자 수지 및 유기용매로 이루어진 금속 콜로이드 용액과,
금속 알콕사이드 (M(OR)n) (M은 알칼리금속, 알칼리토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, R은 탄소수 1 내지 15의 알킬기이고, n은 1 내지 4임) 및 유기용매로 이루어진 매트릭스 전구체 용액을 포함하여 이루어지며,
상기 금속 콜로이드 용액의 비수용성 고분자 수지가 비수용성 비닐계 수지 또는 비수용성 아크릴 수지인 것을 특징으로 하는 필터막 형성용 조성물을 제공한다.
본 발명의 두번째 기술적 과제는 상기 필터막 형성용 조성물을 코팅, 건조 및 소성하여 형성됨으로써 특정 파장대의 빛을 선택적으로 공명흡수하는 금속 미립자가 매트릭스내에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 필터막에 의하여 이루어진다.
본 발명의 세번째 기술적 과제는 상기 필터막을 채용하고 있는 음극선관에 의하여 이루어진다.
상기 필터막은, 패널과 형광막 사이에 형성되거나 패널의 외부에 노출되는 면에 형성된다. 또는 패널의 내면과 형광막 사이에 제1필터막이 형성되고 패널의 외면에 제2필터막이 형성되기도 한다.
본 발명의 필터막은 금속 미립자의 공명흡수현상을 이용하여 형광체의 발광 피크들 사이의 특정 파장의 빛을 흡수하도록 형성한 것이다.
금속 미립자의 공명 흡수 현상이란, 실리카, 이산화티탄, 산화지르코늄, 산화알루미늄와 같은 유전체 매트릭스내에 분산되어 있는 나노사이즈의 금속 미립자가 외부에서 가해지는 전기장에 대해서 입자 표면에 있는 전도전자들이 공명하면서 가시광선 영역의 흡수밴드를 갖는 현상을 의미한다. 여기에서 상기 "나노사이즈"란 용어는 수 나노미터 내지 수백 나노미터의 크기 즉, 1 나노미터 이상, 1미크론 미만의 크기를 나타낸다.
구체적으로 예들 들면, 유전체 매트릭스가 산화실리콘이고 100 나노미터 이하 금속 미립자가 금인 경우에는 530nm, 은인 경우에는 410nm, 구리인 경우에는575nm 부근의 빛을 강하게 흡수한다. 백금이나 팔라듐의 경우에는 매트릭스의 종류에 다라 380nm 내지 800nm에 걸쳐 브로드하게 흡수한다. 이러한 흡수파장의 위치는 유전체 매트릭스의 종류(즉, 굴절룰), 금속 미립자의 크기 및 종류 등에 의해 결정되며, 편극도가 큰 제2성분의 유전체가 첨가되어 전체적인 굴절율이 커질수록 흡수피크가 장파장쪽으로 이동된다. 유전체 매트릭스로는 금속 산화물이 바람직한데, 그 이유는 굴절율을 변화시키기가 비교적 용이하여 흡수파장을 변화시킬 수 있고 약 300℃ 이상의 열처리로 치밀한 조직을 얻어 금속 나노사이즈 콜로이드의 보호조직으로 사용가능하기 때문이다.
상기 금속 미립자는 전이금속, 알칼리금속, 알칼리토금속 등을 포함하며, 그중에서도 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐은 특히 가시광선 영역에서 흡수가 일어나기 때문에 보다 바람직하다.
금속 미립자의 공명흡수현상을 이용하여 음극선관의 콘트라스트를 향상시킨 구체적인 예는 본 출원인의 대한민국 특허출원 제99-31859호, 제99-34356호 및 제00-11042호를 참조할 수 있다. 이 특허들에 개시된 방법에 따르면, 필터막은 금속 콜로이드 용액과 매트릭스 전구체 용액을 포함하는 도포액을 코팅, 건조 및 소성함으로써 형성된다.
상기 금속 콜로이드 용액은 SPR 현상을 나타내는 금속 미립자를 함유하는 금속염이 용해된 용액에 환원제와 상기 금속 염의 환원으로 얻어진 금속 콜로이드가 응집 및 침전되는 것을 방지하기 위한 안정제로서 보호수지를 부가하여 제조된다. 여기서 보호수지로는 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 등과 같은 수용성 고분자 수지를 주로 사용하였다. 그런데 이와 같이 보호수지로서 수용성 고분자 수지를 사용하면, 금속 콜로이드 용액 제조시 보호수지를 용해시키기 위하여 주용매로서 물을 사용할 수 밖에 없다. 만약 유기용매를 첨가하여 필터막 코팅액을 제조하면 보호수지의 용해도가 불량해져 응집 또는 침전이 유발된다. 또한, 이러한 특성으로 말미암아 필터막 코팅액에 부가기능을 주기 위하여 첨가하는 첨가제를 수용성으로만 국한시킬 수 밖에 없을 뿐만 아니라 물을 주용매로 한 코팅액은 도포시 건조시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 또한, 상기 매트릭스 전구체 즉, 금속 산화물 전구체는 대부분 수분과 반응하여 침전물을 형성하는 금속 알콕사이드를 사용한다. 따라서, 금속 콜로이드 용액안에도 가능하면 수분이 함유되지 않는 것이 바람직하다.
이에 본 발명은 금속 콜로이드 용액 제조시 안정제인 보호수지로서 비수용성 고분자 수지인 비수용성 비닐계 수지 또는 비수용성 아크릴 수지를 사용한데 그 특징이 있다. 이 때 상기 비수용성 비닐계 수지로는, 폴리비닐부티랄을 사용하고, 상기 비수용성 아크릴 수지로는 폴리하이드록시프로필메타크릴레이트, 폴리하이드록시에틸메타크릴레이트를 사용한다.
비수용성 고분자 수지는 물에는 녹지 않으나 각종 유기용매에 대하여 높은 용해도를 갖는다. 따라서 매트릭스 전구체 용액에서의 금속 알콕사이드가 수분에 의하여 침전물을 형성하는 것을 미연에 방지할 수 있고, 각종 유기용매에 희석되어 코팅용액으로 널리 사용가능하며, 성막성 및 건조속도가 빨라서 양질의 박막을 얻을 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 수용성의 코팅액을 2층으로 재도포할 때, 1층 박막에 수용성 보호수지를 사용한 경우에는 2층막 형성용 수용성 코팅액 도포시 코팅액에 다량 함유되어 있는 수분 때문에 1층 박막이 녹아나오는 현상이 있었다. 그러나 본 발명에서는 금속 콜로이드 용액의 보호수지가 물에 불용성이므로 1층막의 손상없이 2층에 수용성 코팅액을 도포할 수 있다. 즉, 필터막 형성용 조성물의 2차 도포시 1층막 손상없이 2층 박막을 얻을 수 있는 잇점이 있다.
본 발명에 따른 필터막 형성용 조성물과 이를 이용하여 필터막을 형성하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
필터막 형성용 조성물은 금속염, 환원제, 안정제인 비수용성 고분자 수지 및 유기용매로 이루어진 금속 콜로이드 용액과, 금속 알콕사이드 (M(OR)n) (M은 알칼리금속, 알칼리토금속 및 전이금속중에서 선택된 하나 이상이고, R은 탄소수 1 내지 15의 알킬기이고, n은 1 내지 4임) 및 유기용매로 이루어진 매트릭스 전구체 용액을 혼합하여 제조된다.
상기 금속염은 금, 은, 구리, 백금 및 팔라듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 함유하는 클로라이드(염화물), 나이트레이트(질산염) 또는 술포네이트(술폰산염)를 사용하며, 이의 함량은 금속 콜로이드 용액의 총중량을 기준으로 하여 0.001 내지 50 중량%이다. 여기에서 금속염의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우에는 용액이 불안정하고, 0.001 중량% 미만인 경우에는 낮은 농도로 인하여 원하는 SPR 효과를 충분히 발현하지 못하여 바람직하지 못하다.
상기 환원제는 금속염을 대응하는 금속으로 환원시키는 기능을 수행하며, 여기에는 히드라진, NaBH4, 아미노알콜 등을 사용하며, 이의 함량은 금속 콜로이드 용액의 총중량을 기준으로 하여 0.001 내지 50 중량%이다. 만약 환원제의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우에는 콜로이드 입자가 몹시 작아져 SPR에 의한 흡수 스펙트럼이 몹시 넓어져 불리하고, 0.001 중량% 미만인 경우에는 거대한 콜로이드 입자가 만들어져 불리하고 대응금속으로 충분히 환원되지 못하므로 바람직하지 못하다. 그리고 금속 콜로이드가 응집 및 침전되는 것을 방지하기 위한 비수용성 고분자 수지로는 비수용성 비닐계 수지인 폴리비닐부티랄이나 비수용성 아크릴 수지인 폴리하이드록시메타크릴레이트, 폴리하이드록시에틸메타크릴레이트를 사용한다. 그리고 이의 함량은 금속 콜로이드 용액의 총중량을 기준으로 하여 0.01 내지 50 중량%이다. 만약 비수용성 고분자 수지의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우에는 용액의 점도가 증가하여 도포성이 불리하고, 0.01 중량% 미만인 경우에는 콜로이드를 충분히 안정시키지 못하므로 바람직하지 못하다.
상기 유기용매로는 에탄올, 메탄올 등과 각종 알콜류를 비롯한 극성 유기용매 또는 비극성 유기용매를 사용하며, 이의 함량은 금속 콜로이드 용액의 총중량을 기준으로 하여 10 내지 99 중량%이다. 여기서 유기용매의 함량이 99 중량%를 초과하는 경우에는 용액의 농도가 너무 희석되어 불리하고, 10 중량% 미만인 경우에는 용액의 점도가 증가하여 도포성이 불리하므로 바람직하지 못하다.
상기 금속 알콕사이드는 금속 산화물 전구체로서, 특히 M은 Si, Ti, Zr 및 Al으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이며, n은 4인 것이 바람직하다. 금속 알콕사이드의 구체적인 예로서, 티타늄 테트라이소프로폭사이드, 알루미늄 트리세컨더리부톡사이드 등을 사용하며, 이 금속 알콕사이드의 함량은 매트릭스 전구체용액의 총중량을 기준으로 하여 0.01 내지 50 중량%이다. 여기서 금속 알콕사이드의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우에는 용액의 점도가 증가하여 도포성이 불리하고, 0.01 중량%인 경우에는 막형성에 있어서 매트릭스가 부족하므로 바람직하지 못하다.
상기 금속 알콕사이드를 용해시키기 위한 유기용매로는 아세틸아세톤, 에탄올, 메탄올 등과 같은 각종 알콜류 용매를 비롯한 극성 유기용매 또는 비극성 유기용매를 사용하며, 그 함량은 매트릭스 전구체 용액의 총중량을 기준으로 하여 10 내지 99 중량%이다. 여기서 유기용매의 함량이 99 중량%를 초과하는 경우에는 용액의 농도가 너무 희석되어 불리하고, 10 중량% 미만인 경우에는 용액의 점도가 증가하여 도포성이 불리하므로 바람직하지 못하다.
상기 과정에 따라 형성된 필터막 형성용 조성물을 패널상에 스핀 또는 딥(dip) 코팅한 다음, 이를 건조 및 소성처리함으로써 필터막이 형성된다. 상기 소성처리온도는 100 내지 1000℃인 것이 바람직하다. 만약 소성처리온도가 1000℃를 초과하는 경우에는 기판으로 사용되는 글래스가 연화되어 불리하고, 100℃ 미만인 경우에는 매트릭스가 충분히 경화되지 못하여 바람직하지 못하다.
이와 같은 과정에 따라 형성된 필터막은 나노 사이즈의 금속 미립자가 유전체 매트릭스에 분산되어 있는 형태를 갖고 있다. 이 때 금속 미립자가 2종류 이상이 사용되면 선택적으로 흡수할 수 있는 파장대가 2개 이상일 수 있다. 그리고 이 필터막은 선택적으로 흡수할 수 있는 빛의 파장대가 서로 다른 복수개의 층으로 이루어질 수 있도록 형성되기도 한다.
필터막내에서 금속 미립자의 평균 입경은 1 내지 100nm인 것이 바람직하다. 금속 콜로이드 제조시 금속 미립자의 크기를 조절하는 방법은 당업계 공지된 임의의 방법을 사용할 수 있으나, 구체적으로 예를 들면 안정제인 보호수지의 첨가량이 증가할수록 금속 입자의 크기는 작아지고, 보호수지로 사용하는 고분자 수지의 분자량이 커질수록 금속 입자의 크기는 작아진다. 그리고 사용하는 유기용제의 종류, 환원제의 종류 및 함량, 환원 반응시의 온도 및 반응속도에 따라 형성되는 금속 입자의 크기는 달라진다.
상기 필터막은 음극선관의 패널의 내면과 형광막 사이에 형성되거나 패널의 외면에 형성된다. 또는 패널의 내면과 형광막 사이에 제1필터막이 형성되고 패널의 외면에 제2필터막이 형성되기도 한다.
본 발명의 필터막은 음극선관이외에 다른 각종 화상표시장치의 콘트라스트 향상용 코팅막이나 각종 장식용 착색 코팅막으로 적용가능하다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
염화금산(HAuCl4) 0.4g을 에탄올 40g에 용해한 다음, 여기에 폴리비닐부티랄 0.58g을 첨가하고 충분히 혼합하였다. 이후, 염화금산과 폴리비닐부티랄이 완전히 녹은 것을 확인한 다음 히드라진 0.1g을 첨가하였다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 격렬하게 교반하여 금 콜로이드 용액을 제조하였다. 이와 같이 형성된 금 미립자의 크기는 전자투사 현미경으로 측정한 결과 평균입경이 약 30nm로 나타났다.
이와 별도로, 티타늄 이소프로폭사이드 Ti(OC3H7)417.79g에 아세틸아세톤 12.54g과 에탄올 67.67g을 부가하여 이를 격렬하게 교반하여 연한 노란색의 금속 산화물 전구체 용액을 제조하였다.
상기 금 콜로이드 용액 10g에 에탄올 5g과 금속 산화물 전구체 용액 7.5g을 첨가하고 이를 강하게 교반하여 필터막 형성용 코팅액을 제조하였다.
약 150rpm으로 회전하는 세정된 17인치 모니터 패널에 블랙 매트릭스를 형성한 후, 상기 도포액 15ml를 스핀코팅하였다. 이후, 상기 결과물을 건조 및 약 300℃에서 소성하여 필터막을 갖는 음극선관을 완성하였다.
실시예 2
금 콜로이드 용액 제조시, 폴리비닐부티랄 대신 폴리하이드록시프로필메타크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정에 따라 실시하여 필터막 형성용 코팅액을 제조하였고, 음극선관을 완성하였다.
실시예 3
금 콜로이드 용액 제조시, 폴리비닐부티랄 대신 폴리하이드록시에틸메타크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 과정에 따라 실시하여 필터막 형성용 코팅액을 제조하였고, 음극선관을 완성하였다.
실시예 4
질산은(AgNO3) 0.4g을 에탄올 40g에 용해한 다음, 여기에 폴리비닐부티랄 0.58g을 첨가하고 충분히 혼합하였다. 이후, 염화금산과 폴리비닐부티랄이 완전히녹은 것을 확인한 다음 히드라진 0.1g을 첨가하였다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 격렬하게 교반하여 금 콜로이드 용액을 제조하였다. 이와 같이 형성된 금 미립자의 크기는 전자투사 현미경으로 측정한 결과 평균입경이 약 30nm로 나타났다.
이와 별도로, 티타늄 이소프로폭사이드 Ti(OC3H7)417.79g에 아세틸아세톤 12.54g과 에탄올 67.67g을 부가하여 이를 격렬하게 교반하여 연한 노란색의 금속 산화물 전구체 용액을 제조하였다.
상기 금 콜로이드 용액 10g에 에탄올 5g과 금속 산화물 전구체 용액 7.5g을 첨가하고 이를 강하게 교반하여 필터막 형성용 코팅액을 제조하였다.
약 150rpm으로 회전하는 세정된 17인치 모니터 패널에 블랙 매트릭스를 형성한 후, 상기 도포액 15ml를 스핀코팅하였다. 이후, 상기 결과물을 건조 및 약 300℃에서 소성하여 필터막을 갖는 음극선관을 완성하였다.
상기 실시예 1-4에 따라 필터막을 형성하면, 보호수지로서 폴리비닐피롤리돈 등과 같은 수용성 고분자 수지를 사용한 경우와 비교하여 도포후 건조시간이 절감되며, 성막성도 보다 양호하였다.
또한, 상기 실시예 1-4에 따라 제조된 음극선관의 콘트라스트, 휘도 및 내구성을 평가하였다.
평가 결과, 필터막의 흡수파장은 400-650nm로 나타났으며, 콘트라스트, 휘도 및 내구성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 필터막 형성용 조성물은 금속 콜로이드 제조시 유기용매에 대한용해도 특성이 우수한 보호수지를 사용하여 각종 유기용매 계통의 첨가제와 양립할 수 있을 뿐만 아니라 성막성이 우수하고 건조속도가 빠르다. 그리고 이 필터막 형성용 조성물로 형성된 필터막 상부에 수용성 코팅액을 도포하는 경우, 필터막의 손상없이 2층에 수용성 코팅액으로 된 막을 형성할 수 있다.
상기 필터막은 각종 화상표시장치의 콘트라스트 향상용 코팅막이나 각종 장식용 착색 코팅막으로 이용가능하며, 특히 이 필터막을 채용하고 있는 본 발명의 음극선관은 형광체 발광 피크의 중복 파장을 선택적으로 흡수할 뿐만 아니라 패널의 외면과 내면에서의 반사를 최소화할 수 있어 휘도의 저하없이 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 금, 은, 구리, 백금 및 팔라듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 함유하는 클로라이드, 나이트레이트 및 술포네이트중에서 선택된 금속염 0.001 내지 50 중량%와, 히드라진, NaBH4및 아미노알콜로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 환원제 0.001 내지 50 중량%와, 안정제로서 비수용성 비닐계 수지 및 비수용성 아크릴 수지중에서 선택된 하나의 비수용성 고분자 수지 0.01 내지 50 중량%와, 유기용매 10 내지 99중량%로 이루어진 금속 콜로이드 용액과,
    금속 알콕사이드(M(OR)n, 여기서 M은 알칼리금속, 알칼리토금속 및 전이금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, R은 탄소수 1 내지 15의 알킬기이고, n은 1 내지 4임) 0.01 내지 50 중량% 및 유기용매 50 내지 99.99 중량%로 이루어진 매트릭스 전구체 용액을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 필터막 형성용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비수용성 비닐계 수지가 폴리비닐부티랄이고,
    상기 비수용성 아크릴계 수지가 폴리하이드록시프로필메타크릴레이트 및 폴리하이드록시에틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 필터막 형성용 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 금속 알콕사이드에서 M은 Si, Ti, Zr 및 Al으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이며, n은 4인 것을 특징으로 하는 필터막 형성용 조성물.
  6. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 코팅, 건조 및 소성하여 형성됨으로써 특정 파장대의 빛을 선택적으로 공명흡수하는 금속 미립자가 매트릭스내에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 필터막.
  7. 제6항에 따른 필터막을 채용하고 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
  8. 제7항에 있어서, 상기 필터막이 패널과 형광막 사이에 형성되거나 패널의 외부에 노출되는 면에 형성되거나 또는 패널의 내면과 형광막 사이에 제1필터막이 형성되고 패널의 외면에 제2필터막이 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관.
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