KR19980018825A - 형광면의 형성방법 (method for manufacturing phosphor screen) - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음극선관이나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등의 표시장치에 사용되는 형광면의 형성방법에 관한 것으로서, 필터층을 구성하는 안료층상에 콜로이달실리커의 분산액을 도포하여 건조하는 등에 의해 필터층(안료층)에 피해를 주지 않고 필터층의 표면의 상태를 제어하여 상기 필터층상에 형광체층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

형광면의 형성방법
본 발명은 예를들면 음극선관이나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등의 표시장치에 이용되는 형광면의 형성방법에 관한 것이다.
종래, 예를들면 칼라음극선관의 페이스플레이트의 내면에는 청색, 녹색 또는 적색의 형광을 발하는 형광체를 구비한 도트형상이나 스트라이프형상 등의 형광체층이 형성되어 있으며, 칼라음극선관에서는 이 형광체층에 전자빔이 충돌하고, 형광체가 청색, 녹색 또는 적색의 형광을 발하는 것에 의해 화상의 표시가 이루어지고 있다. 그리고, 상기 칼라음극선관 등에 있어서는 형광체층의 전면, 즉 페이스플레이트의 내면과 형광체층 사이에 형광체가 발하는 형광색에 따른 필터층을 설치하려는 시도가 행해져 왔다. 필터층은 페이스패널과 형광체층 사이에 안료를 함유하여 형광체층이 발하는 형광과 거의 동일한 파장의 빛을 투과하는 안료층을 소정의 패턴이 되도록 배치했기 때문에 입사한 외광중 녹색이나 청색 성분의 빛은 적색 안료층에서, 녹색이나 적색 성분의 빛은 청색 안료층에서, 청색이나 적색 성분의 빛은 녹색 안료층에서 각각 흡수시켜 화상의 해상도나 색순도 등의 특성의 향상을 도모한 것이다.
따라서, 필터층은 페이스플레이트의 내면에 안료층을 도포·형성한 후, 노광하고, 계속해서 현상을 실시하여 안료층의 패터닝을 실시하여 형성하는 방법이 일반적이다. 이때, 페이스플레이트의 내면에 필터층의 패턴으로서 안료층을 남겨야 하는 영역에는 안료층에 대한 부착성이 요구되며, 안료층을 제거해야 하는 부분에는 안료층에 대한 박리성이 요구된다. 또한, 안료층에서는 투명성이 필요하기 때문에 안료의 입자가 응집하지 않고 균일하게 분산하는 것도 요구된다. 그리고, 이와같이 형성된 필터층상에 각 안료층에 대응하는 발광색을 가진 형광체층을 슬러리법 등에 의해 형성하도록 되어 있다.
그러나, 이와 같은 형광체층의 형성은 필터층(안료층)상에 다른 발광색을 가진 형광체가 잔류하는 문제점이 있었다. 예를 들면, 슬러리법에 의해 우선 최초로 청색 형광체층을 형성하면 녹색 및 적색의 필터층상에 청색형광체가 잔류하고, 다음에 녹색형광체층을 동일하게 형성하면 적색의 필터층상에 청색 형광체가 잔류하고, 다음에 녹색 형광체층을 동일하게 형성하면 적색의 필터층상에 녹색형광체가 잔류하기 때문에 칼라음극선관에서의 균일성이 악화하는 문제점이 생겼다.
이와 같이 필터층상에 형광체가 잔류하는 이유는 완전히 명확하지는 않지만 대체로 이하에 나타내는 이유에 의한 것이라고 생각된다. 즉, 필터층을 구성하는 안료의 입자가 금속산화물이며, 또한 통상 필터층을 형성할 때는 안료에 고분자화합물(수지)을 첨가하고 있기 때문에 형광체의 표면 처리용으로 사용되는 실리커와 필터층 사이에 정전기적인 힘이 작용하고, 그 정전기적인 힘의 작용에 의해 필터층상에 형광체가 잔류하는 것이라고 생각된다. 또한, 일반적으로 실리커는 마이너스측에 대전하기 때문에 필터층은 플러스측에 대전하는 것이라고 생각된다.
또한, 형광체층을 형성하는데는 통상 슬러리법이 사용되고 있으며, 포토레지스트로서는 중크롬산암모늄을 더한 폴리비닐알콜의 수용액이, 노광광원으로서는 초고압 수은등이 각각 사용되고 있다. 그러나, 필터층을 구성하는 안료는 일반적으로 포토레지스트의 광가교가 발생하는 365nm 부근의 파장대에서 흡수가 있기 때문에 포토레지스트의 노광시의 감도부족, 특히 필터층과 접하는 측에서 포토레지스트의 노광 감도의 저하가 발생하여 필터층에서 현상 후 형광체의 탈락이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 이와같은 문제를 해결하기위하여 이루어진 것으로서, 필터층상에서 형광체층을 제거할 때, 상기 형광체층의 일부 및/또는 상기 형광체층에 함유된 형광체의 잔류를 거의 방지한 형광면의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 필터층에서 현상 후 형광체의 탈락을 거의 방지한 형광면의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 칼라음극선관 등에서의 균일성의 악화를 거의 방지하고, 휘도 및 해상도가 높은 화상 표시에 기여하는 형광면의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 실시예 1에서의 형광면의 형성공정을 나타내는 도면,
도 2a∼도 2f는 실시예 1의 공정중에 있어서의 패널의 상태를 나타내는 단면도,
도 3은 실시예 2에서의 형광면의 형성공정을 나타내는 도면 및
도 4a∼도 4f는 실시예 2의 공정중에 있어서의 패널의 상태를 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 페이스플레이트 2 : 광흡수층
5 : 실리커층 8 : 포토레지스트층
본 발명에 따른 형광면의 형성방법은 기재상에 안료를 함유하여 소정 파장의 빛을 투과하는 안료층을 형성하는 공정, 형성된 안료층의 표면 전하 및 상기 표면에서의 광의 흡수를 제어하는 공정 및 상기 전하 및 상기 빛의 흡수를 제어한 안료층의 표면을 형광체를 함유하는 형광체층에 의해 덮는 공정을 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 형광면의 형성방법은 기재상에 안료를 함유하여 소정 파장의 빛을 투과하는 안료층을 형성하는 공정, 형성된 안료층상에 실리커를 함유하는 실리커층을 형성하는 공정 및 형성된 실리커층을 형광체를 함유하는 형광체층에 의해 덮는 공정을 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 형광면의 형성방법은 기재상의 서로 다른 영역에 제 1 안료를 함유하여 제 1 파장의 빛을 투과하는 제 1 안료층 및 제 2 안료를 함유하여 제 2 파장의 빛을 투과하는 제 2 안료층을 형성하는 공정, 형성된 제 1 및 제 2 안료층상에 각각 실리커를 함유하는 제 1 및 제 2 실리커층을 형성하는 공정, 형성된 제 1 실리커층을 제 1 형광체를 함유하는 제 1 형광체층에 의해 덮는 공정 및 형성된 제 2 실리커층을 제 2 형광체를 함유하는 제 2 형광체에 의해 덮는 공정을 구비한다.
이하, 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 형광면의 형성방법에 있어서, 안료층의 표면의 전하는 목적 등에 따라서 적절하게 제어할 수 있다. 예를 들면 안료층으로 이루어진 필터층상에서 형광체층을 제거할 때, 상기 형광체층의 일부 및/또는 상기 형광체층이 함유하는 형광체의 필터층상의 잔류를 억제하는 경우에는 통상 안료층의 표면의 전하는 음이 되도록 제어한다. 여기서, 안료층의 표면의 전하를 음으로 제어하는 이유는 후술하는 바와 같이 형광체층이 음으로 대전하고 있기 때문이다. 또한, 안료층의 표면에서의 빛의 흡수는 목적 등에 따라서 적절하게 제어할 수 있다. 예를 들면 안료층을 덮은 형광체층을 현상하는 경우에는 현상할 때 사용되는 포토레지스트에 대한 노광이 부족하지 않도록 포토레지스트의 광가교가 일어나는 파장역의 빛, 통상 365nm 부근의 파장역의 빛이 안료층의 표면에 흡수되지 않도록 제어한다.
또한, 안료층의 표면의 전하 및 상기 표면에서의 빛의 흡수를 제어하는 방법으로는 형성된 형광면의 특성을 악화시키지 않는 방법이면 특별히 한정되지 않는다.
또한, 본 발명에 있어서, 안료로서는 무기계 및 유기계의 안료중 어떤 것도 사용할 수 있다. 특히 필터층중에 균일하게 분산하여 빛의 산란을 생기게 하지 않고 상기 필터층에 충분한 빛의 투과성을 부여할 수 있는 안료의 사용이 바람직하다. 또한, 예를 들면 칼라음극선관의 제조공정에서는 안료가 고온 환경에 노출되기 때문에 특히 무기계 안료의 사용이 바람직하다. 이와 같은 특성을 구비한 안료의 구체적인 예로서 이하의 안료를 예시할 수 있다.
즉, 적색의 안료로서 산화제2철(철단, 황토를 구워서 만든 안료)계의 안료인 시코트란스레드L-2817(입자직경 0.01㎛-0.02㎛:BASF주식회사), 안트라퀴논계의 안료인 크로모퍼탈레드 A2B(입자직경 0.01㎛:치바가이기주식회사), 청색의 안료로서 알루민산 코벌트(Al2O3-CoO)계의 안료인 코발트블-X(입자직경 0.01㎛-0.02㎛:동양안료주식회사), 군청계의 안료인 군청 No.8000(입자직경 0.03㎛:제 1 화성주식회사), 프타로시아닌블계의 안료인 리오놀블 FG-7370(입자직경 0.01㎛:동양 잉크 주식회사), 녹색의 안료로서 TiO2-NiO-CoO-ZnO계의 안료인 다이피톡사이드TM-그린#3320(입자직경 0.01㎛-0.02㎛:대일정화주식회사), CoO-Al2O3-Cr2O3계의 안료인 다이피록사이드TM-그린#3420(입자직경 0.01㎛-0.02㎛:대일정화주식회사), Cr2O3계의 안료인 ND-801(입자직경 0.35㎛:일본전공주식회사), 염소화프타로시아닌그린계의 안료인 페이스트겐그린S(입자직경 0.01㎛: 대일본잉크주식회사), 브롬화 프타로시아닌그린계의 안료인 페이스트겐그린 2YK(입자직경 0.01㎛:대일본잉크주식회사) 등을 예시할 수 있다.
본 발명에 있어서, 이와 같은 안료층으로 이루어진 필터층의 형성은 예를 들면 일본국 특원평 6-315059호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 이하에 나타내는 순서로 실시된다.
즉, 우선 안료의 입자와 고분자 전해질로 이루어진 분산제를 주성분으로 하는 안료분산액을 예를 들면 블랙매트릭스를 가진 페이스플레이트의 내면에 도포한다. 안료분산액을 도포하는 방법으로는 스핀코트법, 로울러법, 침지법 등을 이용할 수 있고, 페이스플레이트 등에 도포하는 기재의 형상 및 크기 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 특히, 균일하고 소정의 막두께를 얻는 관점으로 보면 스핀코트법을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 기재에 안료분산액을 도포한 후, 도막을 건조시키지만, 건조방법으로는 수분을 휘발시키고, 또 고분자 전해질중의 염의 일부를 해소시킬 수 있는 방법이면 특별히 한정되지 않고, 히터 건조, 열풍에 의한 건조, 실온 방치에 의한 장시간 건조 등의 여러가지 방법을 사용할 수 있다.
또한, 안료층을 패터닝할 때는, 안료분산액중에 중크롬산 암모늄(ADC)/폴리비닐알콜(PVA), 중크롬산나트륨(SDC)/PVA, 디아조늄염/PVA 등의 포토레지스트를 함유시키면 좋다. 이와 같은 포토레지스트를 함유하는 안료층을 기재상에 형성해두면 고압수은등 등을 사용한 노광에 의해 광(자외선)이 조사된 부분이 경화하고, 그 후 물 등에 용해되지 않는 고분자 전해질을 가용화하는 물질을 함유하는 알칼리수용액을 이용하여 안료층을 현상함으로써 소정의 패턴을 구비한 필터층을 형성할 수 있다. 또한, 이와 같이 포토레지스트를 안료분산액에 함유시키는 것이 아니라 기재상에 안료층을 형성한 후, 안료층상에 포토레지스트층을 형성하고, 노광, 현상하는 것에 의해 안료층의 패터닝을 실시할 수 있다. 이 경우에는 포토레지스트의 감광 특성의 향상, 즉 노광시간이 단축되어 기재와 안료층의 밀착성이 향상하고, 또 형성되는 필터층의 두께의 확대를 도모할 수 있다.
그리고, 이들 일련의 공정을 통상은 청색안료, 녹색안료 및 적색 안료를 포함하는 안료 분산액에 대해 이 순서로 여러번 반복하여 실시함으로써 청색, 녹색 및 적색의 3색 안료층으로 이루어진 칼라필터층을 형성할 수 있다.
본 발명에서는 이와 같이 소정의 패턴의 필터층을 형성한 후, 이 필터층상에 콜로이달실리커 용액을 도포하여 건조함으로써 실리커층을 형성하고, 그 위에 슬러리법 등에 의해 청색, 녹색 및 적색의 형광체층을 각각 형성한다.
여기서, 콜로이달실리커의 입자직경은 15nm이하인 것이 바람직하며, 콜로이달 실리커용액의 pH는 2.5∼5.0의 범위로 조정하는 것이 바람직하다. 입자직경이 15nm을 초과하는 콜로이달실리커를 사용한 경우에는 필터층상에서의 형광체의 잔류를 억제하는 효과가 저하하는 경향이 있다. 또한, 콜로이달실리커 용액의 pH를 2.0미만으로 한 경우에는 액중에서 실리커의 응집이 생기기 쉽고, 반대로 액의 pH가 5.0을 초과하는 경우에는 pH가 낮은 경우와 마찬가지로 실리커의 응집이 생기기 쉽고, 필터층이 또한 현상될 가능성이 있다.
또한, 콜로이달실리커용액중의 실리커의 함유량은 0.2∼5.0중량%의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.8∼3.0중량%로 한다. 콜로이달 실리커용액중의 실리커의 함유량이 0.2중량% 보다 낮으면 콜로이달실리커 용액의 도포 및 건조에 의해 형광체의 잔류를 방지하는 효과가 감소하고, 또 필터층과 형광체층 사이의 접착성의 향상도 감소한다. 또한, 콜로이달 실리커용액중의 실리커의 함유량이 5.0중량%를 초과한 경우에는 필터층과 형광체층과의 접착성은 향상되지만, 필터층에 대한 형광체의 잔류가 증대하는 경향이 있다.
표 1에 필터층상에 도포하는 콜로이달 실리커용액의 실리커 함유량을 변화시켜 적색의 필터층상에 잔류하는 녹색형광체의 잔사레벨(점수) 및 청색의 필터층상에서 청색 형광체의 접착성(부착력)을 조사한 결과를 나타낸다. 또한, 잔사레벨의 측정은 0.12mmψ중에 있는 입자직경이 5㎛이상인 형광체의 점수를 조사하는 것에 의해 실시하였다. 잔사점수가 20점을 초과하면 음극선관 등에서는 백색 균일성이 악화하기 때문에 실용상 바람직하지 않다.
실리커의 함유량 녹색형광체의 잔사 레벨 청색형광체의 접착성
0.2wt% 15∼20점 형광체수점 탈락 발생
0.8wt% 5∼15점 형광체 탈락없음
1.5wt% 1∼3점 형광체 탈락없음
3.0wt% 5∼10점 형광체 탈락없음
6.0wt% 30점 이상 형광체 탈락없음
표 1에 나타낸 측정결과로 필터층상에 도포하는 콜로이달 실리커액의 농도는 0.2∼5.0중량%의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직한 농도 범위는 0.8∼3.0중량%인 것이 확인되었다.
본 발명에 있어서는 필터층을 구성하는 각 색의 안료층상에 콜로이달실리커의 분산액을 도포하여 건조하는 것에 의해 필터층(안료층)에 피해를 주지 않고, 필터층의 표면을 마이너스측에 대전시킬 수 있기 때문에 마이너스측에 대전한 필터층의 표면과 형광체의 표면 처리에 사용되는 실리커 사이의 전기적인 반발력에 의해 필터층에 대한 형광체의 잔류가 거의 방지된다. 또한, 필터층상에 실리커층을 설치하는 것에 의해 형광체층의 현상을 할 때 포토레지스트의 노광 감도의 저하를 방지할 수 있기 때문에 현상 후의 형광체의 탈락을 거의 방지할 수 있다. 또한, 콜로이달실리커 용액의 도포 및 건조에 의해 형성되는 실리커층이 접착조제로서 기능하기 때문에 필터층과 형광체층 사이의 접착성이 개선되며, 현상 후의 형광체의 탈락이 방지된다. 또한 실리커층중의 실리커가 필터층의 공간에 들어가기 때문에 필터층과 유리패널 등 기재 사이의 접착력도 개선할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 형광면의 형성방법을 음극선관 등의 제조에 적용한 경우에는 음극선관의 형광면의 균일성을 악화시키지 않고, 해상도 및 휘도가 높은 칼라음극선관을 얻을 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명한다.
실시예 1
도 1은 본 발명에 따른 형광면의 형성방법의 한 실시예의 공정을 나타낸 도면이며, 도 2는 상기 실시예의 공정중에서의 패널의 상태를 나타낸 단면도이다.
본 실시예에서는 기본적으로 도 1의 공정A∼공정E의 공정으로 우선 청색(또는 녹색)의 필터층이 형성되며, 다음에 마찬가지로 공정A∼공정E를 반복하는 것에 의해 녹색(또는 청색)과 적색의 필터층이 차례로 형성된다. 계속해서, 공정F 및 공정G에서 콜로이달실리커 용액이 도포 및 건조된 후, 공정H에서 형광체층이 소정의 패턴으로 형성되게 된다.
우선, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 칼라음극선관의 페이스플레이트(1)의 내면에 블랙매트릭스로서 기능하는 광흡수층(2)을 공지된 방법으로 형성했다. 즉, 페이스플레이트(1)의 내면에 레지스트를 도포하고, 섀도우마스크를 통하여 노광, 현상 및 건조를 실시하여 안료층 및 형광체층의 예정 형성부에 스트라이프 형상 또는 도트형상의 광경화막을 잔류시켰다. 계속해서, 광경화막을 잔류한 페이스플레이트(1)의 내면에 광흡수물질, 예를 들면 흑연을 도포하여 점착시킨 후, 과산화수소로 세정하여 광경화막을 용해하는 것에 의해 광경화막위의 광흡수물질을 제거하고, 안료층 및 형광체층의 예정형성부로 이루어진 홀부를 노출시켜 패터닝된 광흡수층(2)을 형성했다.
다음으로, 청색, 녹색, 적색의 각 색의 필터층을 형성하기 위한 안료분산액으로서 다음과 같은 조성물을 준비했다.
청색 안료분산액은 청색안료입자로서 코벌트블-X을 30중량%, 포토레지스트로서 ADC를 첨가한 PVA를 0.5중량%, 고분자 전해질로서 폴리아크릴산 공중합체의 암모늄염(디스펙 GA-40:어라이드·콜로이드주식회사)을 0.7중량%의 비율로 각각 순수중에 분산시키는 것에 의해 조제했다. 이때, 고분자 전해질과 안료의 중량비(고분자 전해질/안료)는 0.023, 레지스트와 고분자 전해질의 중량비(레지스트/고분자 전해질)는 0.714, 레지스트와 안료의 중량비(레지스트/안료)는 0.017로 되어 있다.
녹색안료분산액은 녹색안료입자로서 다이피록사이드TM그린#3320을 30중량%, 포토레지스트로서 ADC/PVA를 2중량%, 고분자 전해질로서 아크릴산의 나트륨염(디스펙N-40:어라이드·코로이드주식회사)을 0.7중량%의 비율로 각각 순수중에 분산시키는 것에 의해 조제했다. 이 때, 고분자 전해질과 안료의 중량비(고분자 전해질/안료)는 0.023, 레지스트와 고분자 전해질과의 중량비(레지스트/고분자 전해질)는 2.857, 레지스트와 안료의 중량비(레지스트/안료)는 0.067로 되어 있다.
적색 안료 분산액은 적색 안료 입자로서 Fe2O3의 미립자(입자 직경 0.01㎛∼0.02㎛)를 30중량%, 포토레지스트로서 ADC/PVA를 2중량%, 고분자 전해질로서 폴리옥시에틸렌알킬에테르설페이트의 암모늄염(하이테놀08:제 1 공업제약주식회사)을 0.7중량%의 비율로, 각각 순수중에 분산시키는 것에 의해 조제했다. 이때, 고분자 전해질과 안료의 중량비(고분자 전해질/안료)는 0.023, 레지스트와 고분자 전해질의 중량비(레지스트/고분자 전해질)는 2.857, 레지스트와 안료의 중량비(레지스트/안료)는 0.067로 되어 있다.
여기서, 안료분산액의 도포공정A 및 건조공정B는 각각 이하에 나타내는 방법으로 실시하였다. 기재인 칼라음극선관의 페이스플레이트(1)의 온도를 30℃로 보존하고, 우선 상기 청색 안료 분산액을 도포하였다. 계속해서, 페이스플레이트(1)를 100∼150rpm으로 회전시키며 과잉의 안료분산액을 뿌려 일정한 막두께를 가진 도포층으로 한 후, 120℃에서 3∼4분간 건조하여 도 2b에 나타내는 바와 같이, 청색안료 도포층(3B)을 형성했다.
계속해서, 패턴노광공정인 공정(C)을 도 2c에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 섀도우마스크를 통하여 소정의 패턴으로 노광하는 것에 의해 실시하였다. 또한, 광원에는 고압수은등을 사용했다.
다음으로, 현상공정인 공정D 및 건조공정인 공정E을 이하에 나타내는 방법으로 실시하였다. 즉, 안개형상인 현상액, 예를 들면 NaOH를 함유하는 pH9 정도의 알칼리수용액을 현상액압 2∼10kg/㎠으로 스프레이하는 것에 의해 청색 안료도포층(3B)을 현상하여 도 2d에 나타내는 바와 같이 소정의 패턴을 가진 청색안료층(4B)을 형성했다. 다음으로, 상기한 청색안료층(4B)의 형성공정과 동일하게 하여 녹색안료층(4G) 및 적색안료층(4R)을 차례로 형성했다. 이 때, 녹색 안료 도포층 및 적색 안료 도포층을 현상하는 현상액으로는 녹색 안료 도포층 및 적색 안료 도포층과 함께 LiCl을 함유하는 알칼리수용액을 이용했다.
이와 같이 하여, 도 2e에 나타내는 바와 같이 페이스플레이트(1)의 내면에 청색 안료층(4B), 녹색안료층(4G) 및 적색안료층(4R)으로 이루어진 필터층을 형성한 후, 공정F에서 하기 조성의 pH3.5∼4.0으로 조정된 콜로이달실리커용액을 필터층의 전면에 도포한 후, 공정G에서 건조시켜 실리커층(5)을 형성했다. 또한, 콜로이달실리커 용액의 pH를 산성으로 조정하는 이유는 안료층의 현상에 알칼리수용액을 사용하기 때문에 알칼리로 조정된 용액을 도포하면 현상액과 동일한 작용에 의해 필터층에 피해를 주어 페이스플레이트(1)의 내면으로부터 필터층의 결락을 초래하는 등의 영향을 생기게 하기 때문이다.
콜로이달실리커용액
SNOWTEX-OS(일산화학공업주식회사; 실리커 입자직경 8∼11nm
고형분(SiO2)20.0∼21.0%) 6.0kg
순수 801
다음으로, 공정H에서 도 2f에 나타내는 바와 같이, 청색안료층(4B)상에 청색 형광체층(6B), 녹색안료층(4G)상에 녹색형광체층(6G), 적색안료층(4R)상에 적색 형광체층(6R)이 배치되도록 청색형광체층(6B), 녹색형광체층(6G) 및 적색형광체층(6R)을 각각 슬러리법에 의해 차례로 형성했다.
이때, 녹색 및 적색의 각 형광체층의 예정 형성부에서 청색 형광체의 잔사레벨을 조사했다. 또한, 이 잔사레벨은 0.12mmψ중에 있는 입자직경이 5㎛이상의 형광체의 점수로 측정했다. 또한, 필터층에 대해 콜로이달실리커 용액의 도포를 실시하지 않고 필터층상에 직접 형광체층을 형성한 경우(비교예 1) 및 필터층을 형성하지 않고 페이스플레이트(1)의 내면에 직접 형광체층을 형성한 경우(비교예 2)에 대해서도 마찬가지로 청색 형광체의 잔사레벨을 조사했다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
녹색형광체층의 예정 형성부 1∼3점 20점 이상 1∼3점
적색형광체층의 예정 형성부 1∼3점 20점 이상 1∼3점
또한, 형광체의 부착력(접착성)을 체크하기 위하여 실시예 1 및 비교예 1, 2의 페이스플레이트에 대해서 평균 입자직경 5.5㎛의 각 색의 형광체가 탈락하지 않는 한계 막두께를 조사했다. 또한, 막두께는 16㎝ 평방의 면적에서 각 형광체의 도포 중량으로 나타냈다. 결과를 표 3에 나타낸다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
청색형광체의 도포량(mg) 49 38 41
녹색형광체의 도포량(mg) 49 37 39
적색형광체의 도포량(mg) 67 46 48
표 1 및 표 2로 명확해진 바와 같이, 본 실시예에 의하면 필터층을 구비한 형광면을 형성할 때, 형광체의 잔사 레벨이 대폭 개선되고, 또 형광체의 부착력도 향상했다. 따라서, 음극선관 등의 형광면의 균일성을 악화시키지 않고, 콘트라스트 및 휘도가 높은 고품위의 칼라음극선관을 얻을 수 있다.
실시예 2
다음으로, 본 발명의 형광면의 형성방법에 따른 제 2 실시예에 대해서 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 본 실시예의 공정의 절차는 도 3에 나타내는 바와 같으며, 공정A1∼공정A4 및 공정C∼공정E의 공정을 반복하는 것에 의해 복수색의 필터 패턴을 형성할 수 있다.
우선, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 칼라음극선관의 페이스플레이트(1)의 내면에 실시예 1과 동일하게 하여 블랙 매트릭스로서 기능하는 광흡수층(2)을 형성한 후, 안료 분산액 도포공정인 공정(A1) 및 건조공정인 공정(A2)을 이하에 나타내는 방법으로 실시하였다.
청색, 녹색, 적색의 각 색의 필터층을 형성하기 위한 안료분산액으로서, 다음과 같은 조성물을 준비했다. 또한, 이 액들은 실시예 1에서 사용한 안료분산액과 비교하여 포토레지스트를 함유하지 않은 점만이 다르다.
즉, 청색 안료 분산액은 청색 안료 입자로서 코벌트블-X를 30중량%, 고분자 전해질로서 디스펙 GA-40을 0.7중량%의 비율로 각각 순수중에 분산시키는 것에 의해 조제했다. 이 때, 고분자 전해질과 안료의 중량비(고분자 전해질/안료)는 0.023으로 되어 있다.
녹색 안료 분산액은 녹색 안료입자로서 다이피록사이드 TM 그린#3320을 30중량%, 고분자 전해질로서 디스펙N-40을 0.7중량%의 비율로 각각 순수중에 분산시키는 것에 의해 조제했다. 이때, 고분자 전해질과 안료의 중량비(고분자 전해질/안료)는 0.035로 되어 있다.
실시예 1과 마찬가지로 칼라음극선관의 페이스플레이트(1)의 온도를 30℃로 유지하고, 우선 상기 청색안료 분산액을 뿌린 후, 120℃에서 3∼4분간 건조하여 도 4b에 나타내는 바와 같이 청색안료층(7B)을 형성했다.
다음으로, 레지스트 도포 공정인 공정 A3 및 건조공정인 A4를 이하에 나타내는 방법으로 실시하였다. 즉, PVA를 3중량%, ADC를 0.20중량%, 계면활성제를 0.01중량%, 잔부를 순수로 하는 조성의 포토레지스트 용액을 준비하고 이것을 상기 안료층과 동일한 방법으로 도포·건조하여 도 4b에 나타내는 바와 같이, 청색안료층(7B)상에 포토레지스트층(8)을 적층시켰다.
다음으로, 패턴 노광 공정인 공정C을 도 4c에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 섀도우마스크를 통하여 소정의 패턴으로 노광하는 것에 의해 실시하였다. 또한, 광원에는 고압 수은등을 이용했다. 본 실시예에서는 레지스트를 혼합한 안료분산액을 사용한 실시예 1의 방식에 비해 노광시간은 불과 1/5이였다.
다음으로, 현상공정인 공정D 및 건조공정인 공정E를 이하에 나타내는 방법으로 실시하였다. 즉, 분무형상의 현상액, 예를 들면 Na2CO3을 함유하는 pH9 정도의 알칼리수용액을 포토레지스트층(8)에 대해 현상액압 2∼10kg/㎠으로 스프레이하는 것에 의해 현상하고, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 청색안료층(7B)과 레지스트층(8)이 적층한 패턴을 형성했다.
다음으로, 청색안료층(7B)의 형성공정과 동일하게 하여 녹색안료층 및 적색안료층을 차례로 형성했다. 이때, 현상액으로는 녹색 안료층, 적색 안료층과 함께 Na2CO3을 함유하는 알칼리수용액을 사용했다.
이와 같이 하여, 페이스플레이트(1)의 내면에 청색 안료층(7B), 녹색 안료층(7G) 및 적색안료층(7R)으로 이루어진 필터층을 형성한 후, 도 4e에 나타내는 바와 같이, 청색, 녹색, 적색의 각 색의 안료층상의 레지스트층(8)을 박리하고, 계속해서 공정F에서 실시예 1과 마찬가지로 pH3.5∼4.0으로 조정된 콜로이달실리커 용액을 필름층의 전면에 도포하고, 공정G에서 필터층에 도포한 콜로이달실리커 용액을 건조시켜 실리커층(5)을 형성했다.
다음으로, 공정H에서 도 4f에 나타내는 바와 같이, 청색안료층(7B)상에 청색 형광체층(6B), 녹색안료층(7G)상에 녹색 형광체층(6G), 적색 안료층(7R) 상에 적색 형광체층(6R)을 각각 슬러리법에 의해 차례로 형성했다.
이와 같이 하여 페이스플레이트(1)의 내면에 청색, 녹색, 적색의 안료층 및 형광체층이 소정의 패턴으로 형성된 필터 부착의 형광면이 얻어졌다. 그리고, 얻어진 필터 부착 형광면에서는 실시예 1과 마찬가지로 안료층상의 형광체의 잔사 레벨이 대폭 개선되고, 또 형광체의 부착력이 향상되었다. 따라서, 음극선관 등의 형광면의 균일성을 악화시키지 않고, 해상도 및 휘도가 높은 고품위의 칼라음극선관을 얻을 수 있다. 또한, 실시예 1에서는 레지스트를 첨가하여 혼합한 안료분산액의 노광감도를 향상시키려고 하면 안료분산액중의 안료에 대한 레지스트의 비율이 높아지게 되어 안료층(필터층)의 투명성이 저하될 우려가 있지만, 실시예 2에서는 레지스트층을 안료층과는 별도로 설치하고 있기 때문에 안료층의 투명성에 영향을 주지 않고, 노광감도를 대폭으로 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 형광면의 형성방법에 의하면 안료층의 표면 전하 및 상기 표면에서의 빛의 흡수를 제어하고 있기 때문에 필터층위에서 형광체층을 제거할 때, 상기 형광체층의 일부 및/또는 상기 형광체층에 함유된 형광체의 잔류를 거의 방지하고, 또한 필터층위에서 현상 후의 형광체의 탈락을 거의 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 형광면의 형성방법에 의하면, 필터층을 구성하는 안료층상에 콜로이달 실리커용액의 도포에 의해 실리커의 미립자를 함유하는 실리커층을 형성하고 있기 때문에 필터층상에서 형광체층을 제거할 때, 상기 형광체층의 일부 및/또는 상기 형광체층에 함유된 형광체의 잔류를 거의 방지하고, 또 필름층위에서 현상 후의 형광체의 탈락을 거의 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 형광면의 형성방법을 음극선관이나 PDP 등의 제조에 적용하면 균일성을 악화시키지 않고 해상도 및 휘도가 높은 형광면을 구비한 음극선관이나 PDP 등을 얻을 수 있다.

Claims (18)

  1. 기재상에 안료를 함유하여 소정 파장의 빛을 투과하는 안료층을 형성하는 공정;
    형성된 안료층의 표면 전하 및 상기 표면에서의 빛의 흡수를 제어하는 공정; 및
    상기 전하 및 상기 빛의 흡수를 제어한 안료층의 표면을 형광체를 함유하는 형광체층에 의해 덮는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  2. 기재상에 안료를 함유하여 소정 파장의 빛을 투과하는 안료층을 형성하는 공정;
    형성된 안료층상에 실리커를 함유하는 실리커층을 형성하는 공정; 및
    형성된 실리커층을 형광체를 함유하는 형광체에 의해 덮는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  3. 기재상의 서로 다른 영역에 제 1 안료를 함유하여 제 1 파장의 빛을 투과하는 제 1 안료층 및 제 2 안료를 함유하여 제 2 파장의 빛을 투과하는 제 2 안료층을 형성하는 공정;
    형성된 제 1 및 제 2 안료층상에 각각 실리커를 함유하는 제 1 및 제 2 실리커층을 형성하는 공정;
    형성된 제 1 실리커층을 제 1 형광체를 함유하는 제 1 형광체층에 의해 덮는 공정; 및
    형성된 제 2 실리커층을 제 2 형광체를 함유하는 제 2 형광체층에 의해 덮는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 안료층의 표면 전하는 상기 형광체층의 전하에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 안료층의 표면 전하는 음이 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 안료층의 표면에서의 빛의 흡수는 365nm 부근의 파장의 빛을 반사하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 형광체층에 포함되는 형광체는 상기 안료층이 투과하는 빛의 파장에 따라서 선택되는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 형광체층에 포함되는 형광체는 상기 안료층이 투과하는 빛의 파장과 거의 동일한 파장을 포함하는 형광을 발하는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 실리커층을 형성하는 공정은 상기 안료층의 표면에 콜로이달 실리커용액을 도포하는 공정과 상기 도포한 콜로이달 실리커용액을 건조하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 형광면의 제조방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 실리커층을 형성하는 공정은 상기 제 1 및 제 2 안료층 표면에 콜로이달 실리커용액을 도포하는 공정과 상기 도포한 콜로이달 실리커 용액을 건조하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 안료층이 투과하는 빛의 파장의 피크는 서로 다른 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 형광체층에 포함되는 형광체는 상기 제 1 및 제 2 안료층이 투과하는 빛의 파장에 따라서 각각 선택되는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 형광체층에 포함되는 형광체는 상기 제 1 및 제 2 안료층이 투과하는 빛의 파장과 거의 동일한 파장을 포함하는 형광을 발하는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  14. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 콜로이달 실리커의 입자직경은 15nm 이하인 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  15. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 콜로이달 실리커용액은 산성인 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  16. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 콜로이달 실리커용액의 pH는 2.0∼5.0인 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  17. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 콜로이달 실리커용액은 0.2∼5.0중량%의 실리커를 함유하는 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
  18. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재는 음극선관의 페이스플레이트인 것을 특징으로 하는 형광면의 형성방법.
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