KR100432994B1 - 감광성수지조성물및이를이용한형광막패턴의형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감광성수지 조성물 및 이를 이용한 형광막 패턴의 형성방법을 개시한다. 상기 감광성수지 조성물은 감광성 고분자, 감광제, 계면활성제 및 용매를 포함하고 있는데, 상기 감광성 고분자가 수용성 감광성 고분자이고, 감광제가 디아조계 화합물인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 감광성수지 조성물을 이용하면 감도가 매우 우수하고 도트내 색잔현상이 거의 없어 고품위의 형광막을 제조할 수 있다.

Description

감광성수지조성물 및 이를 이용한 형광막 패턴의 형성방법
본 발명은 감광성수지조성물 및 이를 이용한 형광막 패턴의 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 음극선관의 형광막 패턴 형성시 이용할 수 있으며, 수용성 고분자와 디아조계 감광제를 사용함으로써 노광감도가 매우 우수한 감광성수지조성물 및 이를 이를 이용한 형광막 패턴의 형성방법에 관한 것이다.
칼라 음극선관의 패널 내면에는 외광의 흡수를 위하여 일정간격으로 형성된 블랙 매트릭스 패턴, 이 블랙 매트릭스 패턴사이로 전자빔과의 충돌에 의해 각색광을 발하게 하는 형광체층, 전자빔과의 충돌에 의해 형광체가 발하는 광중에서 패널의 내부로 향하는 빛을 패널의 외부, 즉 화상이 표시되는 쪽으로 반사시켜 주기 위해 상기 형광체층과 소정 간격으로 이격되게 형성된 알루미늄 증착막 등이 있다.
상기 각 요소중에서 블랙 매트릭스는 감광성 수지의 감광 원리를 이용하여 흑연으로 이루어진 광흡수막을 만드는 공정에 의해 형성된다. 이를 위해서는 먼저 고분자, 감광제, 순수 등으로 이루어진 감광액 수지 조성물을 세정된 패널의 내면에 도포하여 건조시키고, 이후 새도우 마스크를 사용하여 노광 및 현상하는 것에 의하여 감광성 수지 패턴을 형성시킨다. 형성된 감광성 수지 패턴의 상부에 흑연을도포하고 감광성 수지 패턴 및 이의 상부에 형성된 흑연을 에칭, 제거함으로서 블랙 매트릭스 패턴을 형성한다.
형성된 블랙 매트릭스 패턴의 상부에 새도우 마스크를 사용하여 적색, 녹색, 청색의 각각 형광체 패턴을 차례로 형성시키는 것에 의하여 형광체층을 완성하는 것이다.
상기 형광체 패턴을 형성하기 위한 감광성 조성물로는 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol: PVA)과 중크롬산 나트륨(sodium dichromate: SDC)을 포함하는 슬러리액, PVA, SDC 및 디아조계 화합물을 포함하는 슬러리액, 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone:PVP)와 아지도계 화합물을 포함하는 슬러리액 등이 있다.
상기 감광성수지조성물중, PVA와 SDC를 포함하는 슬러리액은 현재의 칼라 음극선관 형광막 제조공정에서 가장 빈번하게 이용되고 있는 조성물이다. 그런데 이 조성물은 감도는 비교적 우수한 편이지만 도트(dot)의 폭을 조절하는 것이 매우 어렵고 조성물이 온도 및 습도 변화에 대하여 매우 민감할 뿐만 아니라 암반응이 진행되기 때문에 보관이 까다롭다는 문제점이 있다. 또한 SDC에 중금속인 크롬이 함유되어 있어서 폐수처리 등과 같은 향후 강화되는 환경제약조건에 대응하기가 매우 힘들다.
PVA, SDC 및 디아조계 화합물을 포함하는 슬러리액은 디아조계 화합물을 첨가함으로써 조성물의 감도를 종래보다 증가시킬 수 있었다. 그러나, 종래기술에 따른 감광성수지조성물이 갖고 있는 문제점 즉, 환경제약 문제들은 미해결된 채로 남아 있다.
PVP 및 아지드계 화합물을 포함하는 슬러리액은 현상성이 매우 뛰어나다는 장점을 가지고 있다. 그러나 접착력이 불량하여 음극선관 패널상에 형광체를 부착하기가 어렵다는 단점이 있다.
이에 본 발명자들은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 환경보호측면에서 부합될 수 있을 뿐만 아니라 감도 특성이 개선되어 노광시간이 보다 단축될 수 있는 감광성수지조성물에 대한 본원발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 감도가 매우 우수하고 도트내 색잔현상이 거의 없어 고품위의 형광막을 제조할 수 있는 감광성수지조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 감광성수지조성물을 이용한 형광막 패턴의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 첫번째 과제는 감광성 고분자, 감광제, 계면활성제 및 용매를 포함하는 감광성수지조성물에 있어서, 상기 감광성 고분자가 수용성 감광성 고분자이고, 감광제가 디아조계 화합물인 것을 특징으로 하는 감광성수지조성물을 제공함으로써 이루어진다.
본 발명의 두번째 과제는 감광성 고분자, 감광제, 계면활성제, 형광체 및 용매를 포함하는 감광성수지조성물을 기판의 상부에 도포 및 건조하는 단계; 상기 결과물의 소정부위를 노광한 다음, 현상하는 단계를 포함하는 형광막의 패턴 제조방법에 있어서, 상기 감광성 고분자가 수용성 감광성 고분자이고, 감광제가 디아조계 화합물인 것을 특징으로 하는 형광막 패턴의 형성방법에 의하여 이루어진다.
본 발명에서는 크롬을 함유하지 않은 디아조계 감광제와 고감도 수용성 고분자를 주성분으로 하는 감광성수지 조성물을 제공하고, 이 조성물을 이용하여 고품위의 형광막 패턴을 형성하고자 하는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 감광성수지조성물에 대하여 살펴보기로 한다.
본 발명의 감광성수지조성물은 상술한 바와 같이 감광성 고분자, 감광제, 계면활성제 및 용매를 포함하고 있다.
상기 감광성 고분자로는 폴리아크릴아미드, 비닐피롤리돈과 아크릴아미드의 공중합체, 비닐알콜과 아크릴아미드의 공중합체, 폴리비닐알콜(PVA) 및 폴리(아크릴아미드-코-디아세톤아크릴아미드)(PAD)중에서 선택된 적어도 하나의 수용성 감광성 고분자를 사용한다. 이러한 감광성 고분자의 함량은 전체 조성에서 15 내지 30중량%이다. 만약 감광성 고분자의 함량이 30중량% 초과하면 조성물의 점도가 너무 높아져서 막형성이 어렵고, 감광성 고분자의 함량이 15중량% 미만이면 조성물의 점도가 너무 낮아져서 바람직하지 못하다.
그리고 상기 감광제로는 방향족 디아조계 화합물을 사용하는데, 구체적인 예로는 p-디아조-N,N-디메틸아닐린 염화아연, p-디아조페닐아민 염화아연 및 p-디아조페닐아민과 p-포름알데히드의 축합물 등이 있다. 디아조계 화합물의 함량은 상기 감광성 고분자를 기준으로 하여 0. 5 내지 20중량%, 바람직하기로는 2 내지10중량%이다. 여기에서 상기 디아조게 화합물의 함량이 0.5중량% 미만이면, 감도가 낮고, 디아조계 화합물의 함량이 20중량%를 초과하면 침전이 형성될 우려가 있기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 계면활성제를 감광성수지 박막층의 포그현상을 방지하고 감도를 향상시키는 역할을 하는데, 폴리옥시프로필렌과 폴리옥시에틸렌의 공중합체(PES), 폴리옥시에틸렌 솔비탄모노라우릴레이트(polyethylene sorbitan mono laurte: SLS), 폴리카본산 나트륨염(polymeric carboxylic acid sodium salt: NSS) 등을 사용한다.
본 발명의 감광성수지조성물에는 접착력 보강제가 더 포함될 수 도 있다. 이러한 접착력 보강제로 사용가능한 화합물로는 비닐-트리스(β-메톡시에톡시)실란, N-β-(아미노에틸)-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란 등이 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시례로만 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
하기 표 1에 나타나 바와 같은 조성을 갖는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 형광체 형성용 감광성 수지조성물을 준비하였다.
먼저, 음극선관 패널을 세정한 다음, 패널에 도포액 1을 스핀코팅한 다음, 건조하였다. 이어서 0.28 DOT 마스크를 장착하고 초고압수은등을 이용하여 조도 100mW/㎠에서 약 15초동안 노굉하였다. 그 후, 약 40℃의 순수를 사용하여 현상하여 적색 형광체 패턴을 형성하였다.
도포액 2 및 도포액 3을 각각 이용한 것을 제외하고는, 상기와 동일한 방법에 따라 실시하여 녹색 및 청색 형광체 패턴을 형성하였다.
[표 1]
상기 실시예에 따라 형광막 패턴을 형성하는 경우, 적색, 녹색 및 청색의 3가지 경우를 모두 합하여 약 45초정도의 노광시간이 소요되었다. 반면, 통상적인 방법에 따라 형광막을 사용하는 경우에는 노광시간이 약 90초정도가 소요되었다.
상기 사실로부터, 실시예에 따른 감광성수지조성물은 감도가 뛰어나기 때문에 노광시간이 종래보다 단축됨을 알 수 있었다.
또한, 실시예에 따라 형성된 형광막 패턴에서는 도트내 색잔현상이 거의 관찰되지 않았으며, 형광체 팩킹(packing)율이 향상된다. 그 결과 종래기술에 따른 감광성수지 조성물 대비 약 5% 정도로 휘도가 상승되었다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 감도가 우수하기 때문에 노광시간을 단축할 수 있게 된다. 그 결과 기존생산라인의 노광대 유지비 및 신규생산라인 신설시 투자비를 절감할 수 있으며, 노광대에 따라 발생하는 도트폭 산포 현상이 감소하여 공정안정성이 확보된다.
둘째, 크롬(Cr) 등과 같은 중금속이 함유되어 있지 않기 때문에 환경규제에 대응할 수 있는 동시에 폐수처리비용을 절감할 수 있다.
셋째, 통상적인 감광성수지조성물보다 온도 및 습도에 대한 안정성이 향상되고 보관시 암반응이 일어나지 않기 때문에 보관하기가 용이하다.
넷째, 통상적인 감광성 수지조성물보다 접착력이 우수하다.
다섯째, 도트내 색잔 현상이 거의 발생되지 않기 때문에 고품위의 형광막을 형성할 수 있다.
여섯째, 형광체 팩킹(packing)률이 개선되어서 휘도가 개선된다.

Claims (6)

  1. 감광성 고분자, 감광제, 계면활성제 및 용매를 포함하는 감광성수지조성물에 있어서,
    상기 감광성 고분자가 폴리아크릴아미드, 비닐피롤리돈과 아크릴아미드의 공중합체, 비닐알콜과 아크릴아미드의 공중합체, 폴리비닐알콜(PVA) 및 폴리(아크릴아미드-코-디아세톤아크릴아미드)(PDA)로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 수용성 감광성 고분자이고,
    감광제가 p-디아조-N,N-디메틸아닐린 염화아연, p-디아조페닐아민 염화아연 및 p-디아조페닐아민과 p-포름알데히드의 축합물로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 디아조계 화합물이고,
    상기 계면활성제가 폴리옥시프로필렌과 폴리옥시에틸렌의 공중합체(PES), 폴리옥시에틸렌 솔비탄모노라우릴레이트(polyethylene sorbitan mono laurte: SLS) 및 폴리카본산 나트륨염(polymeric carboxylic acid sodium salt: NSS)으로 이루어진 군으로부터 적어도 하나이고,
    상기 용매가 순수인 것을 특징으로 하는 감광성수지조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디아조계 화합물의 함량이 전제 조성에서 0.5 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 감광성 수지조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수용성 감광성 고분자의 함량이 전체 조성에서 15 내지 30중량%인 것을 특징으로 하는 감광성수지 조성물.
  4. 감광성 고분자, 감광제, 계면활성제, 형광체 및 용매를 포함하는 감광성수지조성물을 기판의 상부에 도포 및 건조하는 단계; 상기 결과물의 소정부위를 노광한 다음, 현상하는 단계를 포함하는 형광막의 패턴 제조방법에 있어서,
    상기 감광성 고분자가 폴리아크릴아미드, 비닐피롤리돈과 아크릴아미드의 공중합체, 비닐알콜과 아크릴아미드의 공중합체, 폴리비닐알콜(PVA) 및 폴리(아크릴아미드-코-디아세톤아크릴아미드)(PDA)로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 수용성 감광성 고분자이고,
    감광제가 p-디아조-N,N-디메틸아닐린 염화아연, p-디아조페닐아민 염화아연 및 p-디아조페닐아민과 p-포름알데히드의 축합물로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 디아조계 화합물이고,
    상기 계면활성제가 폴리옥시프로필렌과 폴리옥시에틸렌의 공중합체(PES), 폴리옥시에틸렌 솔비탄모노라우릴레이트(polyethylene sorbitan mono laurte: SLS) 및 폴리카본산 나트륨염(polymeric carboxylic acid sodium salt: NSS)으로 이루어진 군으로부터 적어도 하나이고,
    상기 용매가 순수인 것을 특징으로 하는 형광막 패턴의 형성방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 디아조계 화합물의 함량이 전제 조성에서 0.5 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 형광막 패턴의 형성방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 수용성 감광성 고분자의 함량이 전체 조성에서 15 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 형광막 패턴의 형성방법.
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