KR100421918B1 - 평면형 칼라 음극선관의 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외면이 거의 평면이고, 내면이 일정한 곡률을 가지는 평면형 칼라 음극선관의 패널에 있어서, 패널 사이즈의 크기에 따른 중앙부 및 주변부 대비 글래스 두께를 감안하여 투과율을 용이하게 조정하여 중앙부 및 주변부의 콘트라스트를 향상시킨 평면형 칼라 음극선관의 패널 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 텅스텐을 주성분으로 한 타겟에 질소 개스를 첨가하여 텅스텐 나이트라이드(WNx)의 화합물을 형성하여 패널 글래스 위에 증착시킨 박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 칼라 음극선관의 패널을 제공한다.

Description

평면형 칼라 음극선관의 패널 및 그 제조방법{Panel for plane type color CRT and method for making the same}

본 발명은 평면형 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 특히 패널의 외부 표면에 도포되는 반사방지 및 대전방지를 위한 코팅막의 두께를 조절함으로써 정전기 방지, 반사방지 및 전자파 차폐 기능 뿐만 아니라 투과율을 조절함으로써 중앙 및 주변부의 밝기 균일성(bright uniformity)을 향상시키는 코팅 기술을 적용한 평면형 칼라 음극선관의 패널에 관한 것이다.

오늘날 음극선관은 영상표시 장치 소자로서 일반가정, 사무실, 산업현장에서 가장 보편적으로 사용되고 있고, 최근에는 기술의 향상과 고객의 기호 변화에 따라 화면의 평면화, 대형화, 멀티미디어 환경을 요구하고 있다. 이러한 다양한 정보의 매체가 등장함에 따라서 음극선관은 화면의 왜곡을 최소화하는 평면형 구조의 음극선관의 개발이 시급하게 되었다.

일반적인 패널 글래스의 형상은 내면과 외면 모두 일정곡률을 갖는 구조로 설계되어, 외면의 곡률 때문에 화상이 왜곡되어, 눈에 불편을 줄뿐아니라 외광의 반사가 심하여 눈의 피로도를 가중시키는 결과를 초래하게 되었다.

이를 개선하기 위해 외면이 평면을 이루는 패널의 구조가 사용되고, 이는 사용자의 이미지 부상효과를 고려하여 적정 시거리에서 화면의 왜곡을 없애고, 눈의 피로를 낮출수 있는 평면화상을 구현하는 구조(이하 FCD)로서 널리 사용되고 있다.

음극선관의 외부 패널 글래스는 매끄러운 면으로 되어 있어 외부광이 정반사되어 정면에서 시청하는 사람의 눈을 피로하게 할 뿐만 아니라, 화면자체의 시청도 어려워진다. 또한 음극선관은 부도체인 유리재질로 형성되어 있으므로 통상 도전성금속산화물을 함유하는 실리카 베이스 용액으로 정전기 및 전자파를 차폐시키는 방법을 사용하고 있다.

종래의 코팅 기술은 도전성을 갖는 ATO(Antimony Tin Oxide) 재료와 바인더 역할을 하는 실리카 및 착색기능을 갖는 안료를 적절히 혼합함으로써 패널 글래스 위에 습식방식으로 단층코팅을 하고 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 코팅액 도포방법을 설명하기 위한 개략도로서, 원형 플레이 방식의 예이다.

도면을 참조하면, 스핀코트(10)는 고정되어 있는 챔버(15)와 상기 챔버(15) 중앙에 위치하여 모터(20)에 의해 회전하는 원형 플레이트(25)를 구비하는 회전부가 설치되어 있고, 상기 원형 플레이트(25)의 상부에는 코팅액 공급장치(30)가 설치되어 있는데 코팅액 탱크(32)와 레귤레이터(34)를 구비하는 연결관(36) 및 노즐(38)로 구성된다.

상기 원판 플레이트(25)에는 패널 글래스 형상의 홈이 형성되어 있고, 그 상부에 패널 글래스(5)가 탑재되어 모터(20)와 연결된 RPM 조절기에 의해 회전수가 조절된다.

상기 원형 플레이트(25) 위에서 패널 글래스(5)가 회전하게 되고, 이 때 노즐(38)에서 패널 글래스(5) 위로 코팅액을 떨어뜨려 패널 글래스 전면으로 코팅액이 입혀지도록 하였다.

FCD는 패널 중앙부 대비 주변부의 두께비가 180% 이상이어서 패널의 특성상 중앙부와 주변부의 투과율 차이를 초래하는 문제가 발생되고 있다. 따라서 주변부의 휘도값이 낮아지는 경향이 나타나 중앙부와 주변부의 휘도 불균형으로 인하여 주변부가 어둡게 보이는 현상이 나타나게 되었다.

종래 기술은 이러한 난점을 해결하기 위하여 FCD 패널 글래스 위에 용액을 이용하여 코팅함으로써 주변부의 어둡게 보이는 현상을 감소시킴으로써 다소나마 개선되고 있다. 하지만 종래 기술은 단변 및 장변의 길이비가 9:16으로써 코팅되는 막두께의 균일성이 미흡함으로 인하여 특히 웨지율이 큰 주변부 끝단부분에서는 투과율 조정에 있어서 난이한 현상이 발생되고 있다.

종래 기술은 도전체, 실리카 및 착색 안료의 혼합된 용액으로 단층 코팅을 하기 때문에 반사 방지막의 효과가 없다. 또한, 막강도 면에서도 본 발명과 비교시 상대적으로 약하여 외부에서 오는 환경에 있어서도 취약하다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 외면이 거의 평면이고, 내면이 일정한 곡률을 가지는 평면형 칼라 음극선관의 패널에 있어서, 패널 사이즈의 크기에 따른 중앙부 및 주변부 대비 글래스 두께를 감안하여 투과율을 용이하게 조정하여 중앙부 및 주변부의 콘트라스트를 향상시킨 평면형 칼라 음극선관의 패널 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 평면형 칼라 음극선관의 패널면을 코팅하는 장치를 개략적으로 도시한 구성도.

도 2 는 본 발명에 의한 평면형 칼라 음극선관의 패널면을 박막증착시키는 증착장치를 개략적으로 도시한 구성도.

도 3 은 본 발명에 의한 패널의 일실시예로써, 1층의 텅스텐 나이트라이드 박막이 형성된 상태를 보여주는 단면도.

도 4 는 본 발명에 의한 패널의 다른 실시예로써, 텅스텐 나이트라이드와 실리콘 디옥사이드의 2층 박막이 형성된 상태를 보여주는 단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

5: 패널 글래스 20: 모터

52: 타겟 53: 개스탱크

54: 레귤레이터 55: 연결관

56: 배출관

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여 안출된 발명으로서, 본 발명의 한 관점에 의하면, 텅스텐을 주성분으로 한 타겟에 질소 개스를 첨가하여 텅스텐 나이트라이드(WNx)의 화합물을 형성하여 패널 글래스 위에 증착시킨 박막을 포함하는것을 특징으로 하는 평면형 칼라 음극선관의 패널이 제공된다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 평면형 칼라 음극선관의 패널외면에 저반사 및 대전방지를 위해 진공과 실온상태에서 패널 글래스의 가열없이 텅스텐 나이트라이드(WNx)를 박막증착함을 포함하는 평면형 칼라 음극선관의 패널 제조방법이 제공된다.

본 발명의 구성 및 제조방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 참고로 본 발명의 구성을 설명함에 앞서, 설명의 중복을 피하기 위하여 종래 기술과 일치하는 부분에 대해서는 종래 도면부호를 그대로 인용하기로 한다.

도 2 는 본 발명의 평면형 칼라 음극선관의 패널에 박막을 증착시키기 위한 증착장비를 도시한 개략도이다.

도면을 참조하면, 상기 증착 장비는 내부가 진공으로 되어 있으며 증착되기 위한 패널 글래스(5)가 위치하는 챔버(51)를 갖추고 있다. 상기 챔버(51) 내부에는 증착하고자 하는 물질을 함유한 타겟(52)과 증착하고자 하는 물질을 이용시키는 매개체인 불활성 개스 및 화합하고자 하는 또 다른 개스 등이 있다. 증착을 시키고자 하면 이에 따른 모터(20)의 구동 장치와 개스 탱크(53)와 레귤레이터(54)를 구비하는 연결관(55) 및 배출관(56) 등이 있다.

본 발명에 의한 박막을 증착하기 위해서는 챔버 내부를 진공상태로 유지하되 패널 글래스의 가열없이 실온에서 증착한다. 상기 증착시 패널 외층에 먼저 텅스텐 나이트라이드(WNx)를 증착하는 바 텅스텐을 주성분으로 한 타겟에 질소가스를 첨가하여 패널에 증착시킨다. 상기 텅스텐 나이트라이드(WNx)의 투과율은 텅스텐 나이트라이드(WNx) 박막층의 두께로 조정한다. 이때 텅스텐 나이트라이드(WNx)의 결정학적 구조상태는 대전방지 및 정전기 차폐를 위한 전도성을 갖는 결정질 구조의 WNx 화합물이 됨이 바람직하다.

상기와 같은 1층의 박막이 형성된 패널 글래스를 도 3에 도시하였다.

도면에서 보는 바와 같이, 패널 글래스는 외면이 거의 평면이고 내면에는 일정한 곡률을 가지고 있는바, 그 위에 1층의 텅스텐 나이트라이드(WNx)가 박막 형성되어 있다.

박막 증착에 있어서 진공상태를 유지하되 패널 글래스의 가열없이 실온에서 증착을 하며 투과율 조정에 있어서 WNx 박막층의 두께 조정이 필요하다. 이때 WNx층 두께가 120nm이상이 되면 투과율이 40%이하로 떨어지고 20nm 이하일 경우에는 투과율이 70%이상이 되므로 WNx층의 막두께 조정이 중요하고 필연적이다.

그러므로 상기 텅스텐 나이트라이드의 박막층 두께는 20~120nm 범위가 바람직하다.

도 4 는 본 발명의 다른 실시예로써, 2층의 박막이 형성된 패널 글래스의 단면도를 도시하였다.

도면을 참조하면, 도 3에서와 같이 1층의 텅스텐 나이트라이드(WNx) 박막 위에 저반사 특성과 막강도 향상을 위하여 실리콘(Si)을 주성분으로 하고 여기에 증착시 산소개스를 첨가하여 실리콘 디옥사이드(SiO₂)를 증착시킨다. 텅스텐 나이트라이드와 실리콘 디옥사이드의 증착공정에 있어서는 불활성 개스를 사용한다.

상기 실리콘 디옥사이드 박막 역시 20~120nm 범위의 두께를 갖는 것이 바람직하며 상기 두께를 조정하여 투과율을 조정하는 것을 특징으로 한다.

도전성을 가짐과 동시에 저반사 역할도 가능한 박막 설계에 있어서는 증착하고자 하는 물질의 순도와 증착시 진공도도 중요하지만 박막을 형성하는데 있어서는 그 공정변수가 중요하며 기술을 요한다.

특히 본 기술은 착색 개념의 WNx를 증착시킴으로써 투과율을 용이하게 조정함에 있어서 그 특징을 갖는다.

외면이 거의 평면이고, 내면이 일정한 곡률을 가지며 중앙부 대비 주변부의 두께비가 180% 이상의 평면 브라운관의 패널은 중앙부와 주변부의 두께차에 따라 중앙부와 주변부의 투과율도 달라지게 된다. 즉, 주변부에 비해 중앙부의 패널 두께가 얇기 때문에 주변부의 투과율이 중앙부에 비해서 낮다. 따라서 착색으로 투과율을 조절하면 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 결정학적 구조로 전기 전도성에 유리한 결정질 WNx 박막을 이용함으로써 정전기 소거 및 전자파 차폐에도 유리한 장점을 갖는다. 아울러 굴절률이 다른 SiO2/WNx 복층으로 구성하면, 종래 기술에는 없는 저반사 기능의 효과를 얻을 수 있다. 또한 막강도 측면에서 추가적인 소성로 설비 및 부대 시설 필요없이도 단단한 박막을 형성함으로써 코팅 막강도의 향상에 기여한다.

그러므로 본 발명품 적용시 정전기 방지 및 전자파 차폐에도 효과적일 뿐 아니라 저반사 역할을 갖음과 동시에 종래 기술 대비 콘트라스트를 용이하게 조정할 수 있는 평면 브라운관을 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 패널 글래스 위에 텅스텐 나이트라이드(WNx)의 화합물이 포함된 박막을 형성시킨 것을 특징으로 하는 평면형 칼라 음극선관의 패널.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 텅스텐 나이트라이드 박막 위에 실리콘 디옥사이드를 형성시킨 것을 특징으로 하는 평면형 칼라 음극선관의 패널.
3. 제 1항에 있어서, 상기 텅스텐 나이트라이드 박막층의 두께가 20∼120nm인 것을 특징으로 하는 평면형 칼라 음극선관의 패널.
4. 제 2항에 있어서, 상기 실리콘 다이옥사이드 박막층의 두께가 20∼120nm인 것을 특징으로 하는 평면형 칼라 음극선관의 패널.
5. 평면형 칼라 음극선관의 패널외면에 저반사 및 대전방지를 위해 진공과 실온상태에서 패널 글래스의 가열없이 텅스텐 나이트라이드(WNx)를 박막증착함을 포함하는 평면형 칼라 음극선관의 패널 제조방법
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 텅스텐 나이트라이드(WNx)는 텅스텐을 주성분으로 한 타겟에 증착하는과정에서 질소개스를 첨가한 것을 특징으로 하는 평면형 칼라 음극선관의 패널 제조방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 텅스텐 나이트라이드(WNx)를 박막증착한 후, 그 위에 실리콘 디옥사이드를 박막증착한 것을 특징으로 하는 평면형 칼라 음극선관의 패널 제조방법
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 실리콘 디옥사이드는 실리콘을 주성분으로 한 타겟에 증착시 산소개스를 첨가하여 증착시켜 저반사 특성과 막강도를 향상시킨 것을 특징으로 하는 평면형 칼라 음극선관의 패널 제조방법
9. 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 증착되는 박막들은 그 두께가 20~120nm의 범위내로 증착된 것을 특징으로 하는 평면형 칼라 음극선관의 패널 제조방법