KR19980026407A - 형광막 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

백색 반사막이 도입된 형광막을 사용하는 음극선관은 형광체의 발광시 광반사 효율을 향상시키고, 형광체의 각 색간 분리를 명확하게 함으로써 높은 휘도 및 높은 색재현 범위를 나타낸다.

Description

형광막 및 그의 제조방법

[산업상 이용 분야]

본 발명은 음극선관용 형광막 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형광막에 백색 반사막을 도입하여 타색 혼입을 방지하여 색재현 범위 및 휘도를 향상시킬 수 있는 음극선관용 형광막 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

[종래기술]

일반적인 새도우 마스크형 음극선관(shadow-mask-type CRT tube)은 전자빔(electron beam) 발사장치에 의해 조사되는 적, 녹, 청 3개의 전자빔이 새도우 마스크의 구멍을 통과하여 한 점으로 집중한 다음 패널 내면의 형광면(phosphor screen)에 형성된 적, 녹, 청의 형광체에 각각의 전자빔이 충돌하여 소정의 화상을 재현하는 구조로 되어 있다.

상기의 형광면은 소정의 패턴으로 형성되어 있는 적, 녹, 청의 형광체와 이들 형광체 사이의 동일면에 형성된 광흡수막인 블랙 매트릭스(black matrix)로 이루어져 있다.

형광면을 형성하기 위한 공정은 통상적으로 다음과 같은 단계로 이루어진다.

패널에 포토레지스터(photoresist)를 도포한 후 열 등으로 건조하고, 상기의 패널을 마스크 슬롯을 통하여 자외선을 조사하여 노광한다. 이와 같이 노광이 완료된 패널은 세정하여 현상함으로써 노광되지 않은 포토레지스터를 제거하고 건조한다. 상기와 같이 포토레지스터막이 형성된 부분과 형성되지 않은 부분이 규칙적으로 배열된 패널상에 블랙 매트릭스 물질을 도포한 후 에칭함으로써 블랙 매트릭스를 제조한다. 이와 같이 블랙 매트릭스가 형성된 패널에 적, 녹, 청의 형광체를 사용하여 형광면을 형성하고 여기에 알루미늄(aluminium) 막을 증착함으로써 형광막을 제조한다.

상기와 같은 구조를 가지는 형광막에 있어서, 블랙 매트릭스 도트(dot) 부분에서 서로 다른 색상의 형광체가 혼합되기 때문에 타색 침범 현상이 발생하여 색재현 범위를 저하시키고 또 마스크 슬롯을 통과한 전자가 블랙 매트릭스 윗부분의 형광체를 여기시킬 경우 색재현 범위를 더욱 저하시키는 문제점이 있다. 또한 형광막의 윗 부분에 형성되어 휘도를 상승시키는 역할을 하는 알루미늄 막이 불균일한 형광면으로 인하여 균일하게 증착되지 못하므로 휘도를 충분히 향상시키지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 색재현 범위 및 휘도가 향상된 음극선관용 형광막 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 형광체가 도포된 패널에 백색 반사막을 형성한 본 발명의 일 실시예에 의한 형광막을 나타내는 개략적인 단면도.

도 2는 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 백색 반사막을 형성하고, 이어서 형광체를 도포한 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 형광막을 나타내는 개략적인 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1. 음극선관용 패널(panel)

2. 블랙 매트릭스(black matrix)

3. 형광체

4. 백색 반사막

G: 녹색 형광체

B: 청색 형광체

R: 적색 형광체

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널, 상기 패널에 음극선관의 발광을 위하여 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 부위에 집중적으로 형성된 적, 녹, 청의 형광체, 상기 형광체가 형성된 패널의 형광체 사이의 오목한 부분에 형성된 백색 반사막 및 상기 형광체 및 반사막의 윗부분에 형성된 알루미늄 막을 포함하는 형광막을 제공하며, 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 적, 녹, 청의 형광체를 형성하고, 상기 형광체가 형성된 패널의 형광체 사이의 오목한 부분에 백색 반사막을 형성하고, 상기 백색 반사막이 형성된 패널에 알루미늄 막을 증착하는 단계를 포함하는 형광막의 제조 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널, 상기 블랙 매트릭스의 도트 위에 형성된 백색 반사막, 상기 반사막과 반사막의 사이에 위치하며, 반사막의 윗부분을 노출시키도록 형성된 형광체 및 상기 반사막 및 형광체의 윗부분에 형성된 알루미늄 막을 포함하는 형광막을 제공하며, 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 백색 반사막을 도포하고, 노광 및 에칭 공정을 통하여 블랙 매트릭스 도트 외의 부분의 백색 반사막을 제거하여 블랙 매트릭스 도트상에 백색 반사막을 형성하고, 상기 패널의 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 면에 적, 녹, 청의 형광체를 형성하고, 상기 형광체가 형성된 패널에 알루미늄 막을 증착하는 단계를 포함하는 형광막의 제조 방법을 제공한다.

여기에서, 상기한 백색 반사막은 TiO2, BaSO4 및 Al2O3로 이루어진 군에서 선택되는 백색 반사 특성을 가진 분말을 슬러리화하여 사용하는 것이 바람직하다.

[실시예]

대표적인 실시예

A. 백색 반사막이 형광체의 후면에 형성되는 형광막의 제조

도 1에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(2)가 형성된 음극선관용 패널(1)에 적, 녹, 청의 형광체(3)를 종래의 방법으로 형성한다. 형광체를 형성한 후 세라믹(ceramic) 재질의 TiO2, BaSO4 또는 Al2O3의 분말을 슬러리화하여 형광체의 위에 도포한다. 세라믹 재질의 입자 직경은 약 수십㎚ 내지 3㎛ 정도로서 비교적 입자 크기의 제한 없이 사용 가능하며, 도포 방법 또한 스핀 코팅(spin coating) 또는 롤 코팅(roll coating)등 종래의 코팅 방법을 사용할 수 있다. 이와 같이 백색 반사막(4)이 도포된 패널에 알루미늄 막을 증착함으로써 형광막을 완성한다. 도면에서와 같이 백색 반사막이 형성된 형광체의 표면이 비교적 평탄하므로 알루미늄 막을 균일하게 도포할 수 있음을 알 수 있다.

B. 백색 반사막이 블랙 매트릭스의 후면에 형성되는 형광막의 제조

도 2에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(2)가 형성된 음극선관용 패널(1)에 세라믹 재질의 TiO2, BaSO4 또는 Al2O3의 분말을 슬러리화하여 도포한다. 세라믹 재질의 입자 직경은 약 수십㎚ 내지 3㎛ 정도로서 비교적 입자 크기의 제한 없이 사용 가능하며, 도포된 백색 반사막은 일반적으로 블랙 매트릭스의 도트를 형성하는 방법과 마찬가지로 노광 및 에칭 공정을 통하여 블랙 매트릭스 위에 백색 반사막(4)의 층을 제조한다. 이와 같이 블랙 매트릭스 및 백색 반사막이 형성된 패널 위에 적, 녹, 청의 형광체(3)를 도포하고, 알루미늄 막을 증착함으로써 형광막을 완성한다. 도면에서와 같이 백색 반사막이 형성된 형광체의 표면이 비교적 평탄하여 알루미늄 막을 균일하게 도포할 수 있음을 알 수 있다.

바람직한 실시예

본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 구성 및 효과를 나타내는 본 발명의 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

14 inch 크기의 음극선관용 패널에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트를 형성하였다. 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 녹색의 형광체를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 및 청색 형광체에도 반복하여 적용하였다. 형광체를 형성한 후 직경 약 50㎚의 TiO2 분말을 슬러리화하여 형광체의 위에 스핀 코팅 방법으로 도포하였다. 이와 같이 백색 반사막이 도포된 패널에 알루미늄 막을 증착하여 본 발명의 형광막을 제조하였다.

실시예 2

14 inch 크기의 음극선관용 패널에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트를 형성하였다. 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 직경 약 50㎚의 TiO2 분말을 슬러리화하여 도포하였다. 도포된 백색 반사막 슬러리를 노광 및 에칭 공정을 통하여 블랙 매트릭스 위에 백색 반사막의 층을 제조하였다. 이와 같이 블랙 매트릭스 및 백색 반사막이 형성된 패널 위에 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 녹색의 형광체를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 및 청색 형광체에도 반복하여 적용하고, 알루미늄 막을 증착함으로써 본 발명의 형광막을 제조하였다.

실시예 3

14 inch 크기의 음극선관용 패널에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트를 형성하였다. 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 적색 발광의 형광체를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 및 청색 형광체에도 반복하여 적용하였다. 형광체를 형성한 후 직경 약 50㎚의 BaSO4 분말을 슬러리화하여 형광체의 위에 스핀 코팅 방법으로 도포하였다. 이와 같이 백색 반사막이 도포된 패널에 알루미늄 막을 증착하여 본 발명의 형광막을 제조하였다.

실시예 4

14 inch 크기의 음극선관용 패널에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트를 형성하였다. 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 직경 약 50㎚의 BaSO4 분말을 슬러리화하여 도포하였다. 도포된 백색 반사막 슬러리를 노광 및 에칭 공정을 통하여 블랙 매트릭스 위에 백색 반사막의 층을 제조하였다. 이와 같이 블랙 매트릭스 및 백색 반사막이 형성된 패널 위에 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 녹색의 형광체를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 및 청색 형광체에도 반복하여 적용하고, 알루미늄 막을 증착함으로써 본 발명의 형광막을 제조하였다.

실시예 5

14 inch 크기의 음극선관용 패널에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트를 형성하였다. 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 녹색의 형광체를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 및 청색 형광체에도 반복하여 적용하였다. 형광체를 형성한 후 직경 약 50㎚의 Al2O3 분말을 슬러리화하여 형광체의 위에 스핀 코팅 방법으로 도포하였다. 이와 같이 백색 반사막이 도포된 패널에 알루미늄 막을 증착하여 본 발명의 형광막을 제조하였다.

실시예 6

14 inch 크기의 음극선관용 패널에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트를 형성하였다. 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 직경 약 50㎚의 Al2O3 분말을 슬러리화하여 도포하였다. 도포된 백색 반사막 슬러리를 노광 및 에칭 공정을 통하여 블랙 매트릭스 위에 백색 반사막의 층을 제조하였다. 이와 같이 블랙 매트릭스 및 백색 반사막이 형성된 패널 위에 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 녹색의 형광체를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 및 청색 형광체에도 반복하여 적용하고, 알루미늄 막을 증착함으로써 본 발명의 형광막을 제조하였다.

비교예 1

14 inch 크기의 음극선관용 패널에 포토 레지스터인 PVP-DAS를 1㎛ 두께로 고르게 도포하고 파장 250-600nm의 자외선으로 20초간 초고압 수은등으로 노광시키고 현상액인 순수로 현상하고 25℃에서 3분간 자연 건조시켜 포토 레지스터 도트를 형성하였다. 이와 같이 건조된 포토 레지스터 도트에 블랙 매트릭스 물질로서 흑연을 도포한 후 노광, 현상, 세정하여 블랙 매트릭스 도트를 형성하였다. 적색 형광체와 소량의 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 상기의 슬러리를 패널에 도포, 건조 후 섀도우 마스크를 부착하여 초고압 수은등으로 노광시키고 물을 사용하여 저압 현상함으로서 녹색의 형광체를 형성하였다. 같은 방법으로 상기의 공정을 녹색 및 청색 형광체에도 반복하여 적용하였다. 이와 같이 형광체가 도포된 패널에 알루미늄 막을 증착하여 형광막을 제조하였다.

본 발명의 실시예 및 비교예의 제조 방법에 의하여 제조된 형광막을 사용하여 음극선관을 제조한 후 광학계 Minlota CA-100을 사용하여 색재현 범위 및 휘도를 측정한 결과를 하기한 표 1에 나타내었다.

[표 1]

표 1에 도시한 바와 같이 백색 반사막을 도포한 형광막을 포함하는 음극선관은 비교예에 의한 음극선관에 비교하여 색재현 범위가 약 5% 이상 향상된 것을 알 수 있었다. 이는 본 발명의 특징적인 구성인 백색 반사막에 의하여 서로 다른 색상의 형광체 사이의 타색 침범 현상이 방지되었기 때문이다. 또한 본 발명에 의한 음극선관의 발광 강도, 즉 휘도는 약 10% 이상 향상되었는데 이는 백색 반사막이 알루미늄 막의 역할인 광반사 효과를 보충적으로 수행할 수 있었기 때문이며, 또한 형광막의 상부면이 비교적 평탄하여 알루미늄 막이 균일하게 증착될 수 있었기 때문이다.

Claims (6)

1. 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 적, 녹, 청의 형광체를 형성하는 단계;

   상기 형광체가 형성된 패널의 형광체 사이의 오목한 부분에 백색 반사막을 형성하는 단계; 및

   상기 백색 반사막이 형성된 패널에 알루미늄 막을 증착하는 단계;

   를 포함하는 형광막의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기한 백색 반사막은 TiO2, BaSO4 및 Al2O3으로 이루어진 군에서 선택되는 백색 반사 특성을 가진 분말을 슬러리화 한 것인 형광막의 제조 방법.
3. 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널;

   상기 패널에 음극선관의 발광을 위하여 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 부위에 집중적으로 형성된 적, 녹, 청의 형광체;

   상기 형광체가 형성된 패널의 형광체 사이의 오목한 부분에 형성된 백색 반사막; 및

   상기 형광체 및 반사막의 윗부분에 형성된 알루미늄 막;

   을 포함하는 형광막.
4. 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널에 백색 반사막을 도포하는 단계;

   노광 및 에칭 공정을 통하여 블랙 매트릭스 도트 외의 부분의 백색 반사막을 제거하여 블랙 매트릭스 도트상에 백색 반사막을 형성하는 단계;

   상기 패널의 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 면에 적, 녹, 청의 형광체를 형성하는 단계; 및

   상기 형광체가 형성된 패널에 알루미늄 막을 증착하는 단계;

   를 포함하는 형광막의 제조 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기한 백색 반사막은 TiO2, BaSO4 및 Al2O3으로 이루어진 군에서 선택되는 백색 반사 특성을 가진 분말을 슬러리화 한 것인 형광막의 제조 방법.
6. 블랙 매트릭스가 형성된 음극선관용 패널;

   상기 블랙 매트릭스의 도트 위에 형성된 백색 반사막;

   상기 반사막과 반사막의 사이에 위치하며, 반사막의 윗부분을 노출시키도록 형성된 형광체; 및

   상기 반사막 및 형광체의 윗부분에 형성된 알루미늄 막;

   을 포함하는 형광막.