KR19980028619A - 적색 형광체 이중막을 이용한 컬러 음극선관용 형광막 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

컬러 음극선관의 적색 발광 형광체의 스크린상에서 이중막의 형광체를 사용함으로써 전자선에 대한 발광 강도가 크고 외광에 대한 반사도를 감소시킨 고휘도 및 고콘트라스트(contrast)를 가진 형광막을 제공한다.

Description

적색 형광체 이중막을 이용한 컬러 음극선관용 형광막 및 그 제조방법

[산업상 이용 분야]

본 발명은 적색 형광체 이중막을 이용한 컬러 음극선관용 형광막 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컬러 음극선관의 적색 발광 형광체의 스크린상에서의 이중막을 사용하여 전자선에 대한 발광 강도가 크고 외광에 대한 반사도를 감소시킨 고휘도 및 고콘트라스트(contrast)를 가진 형광막 및 그 제조방법에 관한 것이다.

[종래 기술]

어떠한 물질이라도 고온으로 가열할 경우에는 온도 방사에 의해 가시광선을 낼 수 있지만 광원의 온도가 상온 부근에 있는데도 불구하고 발광하는 특수한 경우가 있다. 이와 같이 온도 방사 이외의 원인으로 일어나는 발광현상을 형광이라고 하고 이러한 현상을 일으키는 물질을 형광체라고 한다. 현재 음극선관의 형광 방전 등의 목적으로 형광체가 사용되고 있으며 이러한 형광체를 사용하여 제조한 음극선관의 형광막은 전자 빔(beam) 에너지를 광 에너지로 변환시키는 역할을 한다. 음극선관의 형광막 형성에 있어서, 일반적으로 흑백 음극선관, 레이저관등은 침강법을 사용하며 컬러 음극선관의 경우 슬러리법을 사용하여 형광막을 형성한다. 슬러리법으로 컬러 음극선관의 형광막을 형성하는 공정을 설명하면 먼저 패널용 기판위에 소정의 패턴으로 블랙 매트릭스(B/M)를 형성하고 폴리 비닐 알콜과 중크롬산 암모늄의 용액에 형광체를 현탁시켜 슬러리의 형태로 패널면에 회전도포를 행하고, 적외선 히터(heater)에서 건조를 행한 후, 새도우 마스크를 장착하여 초고압 수은등으로 노광을 시켜 물로 현상하여 도 1에서 보이듯이 단일막의 형광체 패턴을 형성하며 상기 과정을 녹색형광체(G), 청색형광체(B), 적색형광체(R)에 되풀이하여 삼색의 형광체 패턴을 형성한다.

상기 삼색의 형광체 중에서 적색 형광체는 YVO₄:Eu가 컬러 TV용 적색 형광체로 등장하면서 활발하게 연구된 것으로서, 잇따라 Y₂O₃:Eu 그리고 현재는 Y₂O₂S:Eu가 개발되어 사용되고 있으며 이외에도 적색 형광체로서 Y(V,P)O₄:Eu, Zn₃(PO₄)₂:Mn이 있다. 투사관의 적색 형광체로는 보통 Y₂O₃:Eu가 사용되고 있으며 컬러 음극선관에는 보통 Y₂O₂S:Eu가 사용되고 있다.

그러나 현재 컬러 음극선관에 사용되는 형광체는 자체의 발광 효율상의 이론적인 한계치를 가지고 있으므로 디스플레이(display)의 고정세화 및 고휘도화 등을 이루기가 어려운 문제점을 가지고 있으며 더욱이 적색 형광체의 경우 Y₂O₃:Eu, Y₂O₂S:Eu 형광체가 사용되어지고 있으나 도 3에서 보여지는 것과 같이 고휘도 및 색좌표상의 제약을 지니고 있다. 따라서, 컬러 음극선관의 휘도 및 고정세화를 단순히 형광체만을 사용하여서 획득하기는 어려운 실정이다. 이러한 실정을 해결하기 위하여 적색 희토류 형광체에 소량의 첨가물을 이용하거나 필터 등을 이용한 고휘도화가 진행되고 있으나 미미한 효과만을 가질 뿐이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고휘도 및 고콘트라스트를 가진 컬러 음극선관을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 적색 형광체 단일막을 이용한 컬러 음극선관용 형광막의 개략적인 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 적색 형광체 이중막을 이용한 컬러 음극선관용 형광막의 개략적인 단면도.

도 3은 CIE 색좌표계에서 x 좌표에 따른 Y₂O₃:Eu, Y₂O₂S:Eu 형광체의 상대휘도를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

R1, R2: 적색 형광체 G: 녹색 형광체 B: 청색 형광체 B/M: 블랙 매트릭스

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 컬러 음극선관용 적색, 녹색 그리고 청색의 형광막에 있어서, 상기 적색 형광막은 이중막인 것을 특징으로 하는 형광막을 제공하며, 패널용 기판위에 소정의 패턴으로 블랙 매트릭스를 형성하는 공정과 상기 블랙 매트릭스 사이의 공간에 형광체 슬러리를 도포, 건조 및 노광시켜 형광막을 형성하는 공정을 포함하는 컬러 음극선관용 형광막 제조방법에 있어서, 상기 형광막 형성 공정 중에서 적색 형광막 형성 공정은 1차 형광막을 형성하는 공정과 상기 1차 형광막위에 2차 형광막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 형광막 제조방법을 제공한다. 상기 1차 형광막은 안료 부착 적색 형광체를 포함하고, 상기 2차 형광막은 안료 미부착 적색 형광체를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 1차 형광막은 CIE 색좌표 상에서 x 좌표값 0.650 내지 0.675사이의 적색 형광체를 포함하며, 상기 2차 형광막은 CIE 색좌표 상에서 x 좌표값 0.610 내지 0.640사이의 적색 형광체를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 적색 형광막은 YVO₄:Eu 및/또는 Y₂O₂S:Eu 및/또는 Y₂O₃:Eu 및/또는 Y(V,P)O₄:Eu 및/또는 Zn₃(PO₄)₂:Mn 형광체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 안료 부착 적색 형광체에서 상기 안료의 직경은 10nm내지 1000nm 크기인 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 10nm내지 100nm 크기인 것이 바람직하다.

[실시예]

다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 2에서 나타낸 것과 같이 먼저 패널용 기판위에 소정의 패턴으로 블랙 매트릭스(B/M)를 형성하였다. 한편 Y₂O₂S:Eu 형광체 분말과 뱅가라 적색 안료(Fe₂O₃)를 혼합하고 결합제로서 젤라틴 용액에 형광체와 안료 혼합물을 투입하여 균일하게 분산시킨 후 결합제를 경화시켰다. 이것을 세정 및 건조한 후, 분쇄하는 공정을 행하여 CIE 색좌표 상에서 x 좌표값이 0.665인 안료 부착 형광체 R1을 제조하였다. 폴리 비닐 알콜과 중크롬산 암모늄의 용액에 R1 형광체를 현탁시켜서 슬러리의 형태로 만든 후 상기 블랙 매트릭스 사이에 회전(spin) 도포를 행하였다. 그리고나서 Y₂O₂S:Eu 형광체로서 CIE 색좌표 상에서 x 좌표값이 0.620인 안료 미부착 형광체 R2를 상기 R1의 위에 막두께를 조절해주면서 슬러리 상태로 회전 도포하였다. 다음에 적외선 히터(heater)에서 건조를 행한 후, 초음파 세정하고, 블라우어(blower) 건조를 행하였다. 실면세정을 거치고 새도우 마스크를 장착하여 초고압 수은등으로 노광을 시켜 물로 현상하고 다시 건조하여 적색 형광체 이중막을 형성하였다. 상기 과정중 형광체 도포, 적외선 히터 건조, 초음파 세정, 블라우어 건조, 실면세정, 노광, 현상, 건조를 녹색 형광체(ZnS: Cu,Au,Al), 청색 형광체(ZnS: Ag,Cl)에 차례로 되풀이하여 각각 단일의 녹색 형광막과 청색 형광막을 형성하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 CIE 색좌표 상에서 x 좌표값이 0.620인 안료 미부착 형광체 R2를 패널 쪽에, x 좌표값이 0.665인 안료 부착 형광체 R1을 상기 R2의 위에 도포하여 이중막을 형성하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 1

도 1에서 나타낸 것과 같이 CIE 색좌표 상에서 x 좌표값이 0.645인 적색 형광체를 도포하여 단일막을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교예 2

상기 실시예 1에서 CIE 색좌표 상에서 x 좌표값이 0.665인 안료 부착 형광체 R1과 x 좌표값이 0.620인 안료 미부착 형광체 R2를 단순히 혼합한 적색 형광체를 도포하여 단일막을 형성하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[표1]

실시예1, 2와 비교예 1, 2의 실험 결과

샘플 종류	색 좌표(x)	상대휘도(%)	형광체 반사율비(%)
실시예 1	0.650	107	82
실시예 2	0.635	113	110
비교예 1	0.645	100	100
비교예 2	0.643	96	97

상기의 결과로 보아 실시예 1은 비교예 1에 비해 휘도는 7% 향상, 외부에 대한 적색 형광체 단독 반사율비 18% 향상 등의 효과를 보이며, 실시예 2는 비교예 1에 비해 휘도는 13%의 향상을 보이나 형광체 단독 반사율비에 있어서는 10%의 감소를 보이며 비교예 2는 휘도나 형광체 반사율비에 있어서 비교예 1과 비교하여 거의 차이가 없음을 알 수 있다.

안료 부착 형광체의 안료량을 조절함으로써 외광 반사 효과가 향상되고 적색 형광체의 이중막을 사용함으로써 고휘도가 달성되어 기존 형광체와 비교해서 고콘트라스트가 이루어지므로 고휘도의 컬러 음극선관의 제작이 가능해지며 더욱이 고정세화가 유리해지므로 차세대 HDTV 적용에도 유리하다.

Claims (7)

1. 컬러 음극선관용 적색, 녹색 그리고 청색의 형광막에 있어서,

   상기 적색 형광막은 이중막인 것을 특징으로 하는 형광막.
2. 패널용 기판위에 소정의 패턴으로 블랙 매트릭스를 형성하는 공정과;

   상기 블랙 매트릭스 사이의 공간에 형광체 슬러리를 도포, 건조 및 노광시켜 형광막을 형성하는 공정을 포함하는 컬러 음극선관용 형광막 제조방법에 있어서,

   상기 형광막 형성 공정 중에서 적색 형광막 형성 공정은 1차 형광막을 형성하는 공정과;

   상기 1차 형광막위에 2차 형광막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관용 형광막 제조방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 1차 형광막은 안료 부착 적색 형광체를 포함하고, 상기 2차 형광막은 안료 미부착 적색 형광체를 포함하는 컬러 음극선관용 형광막 제조방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 1차 형광막은 CIE 색좌표 상에서 x 좌표값 0.650 내지 0.675사이의 적색 형광체를 포함하며, 상기 2차 형광막은 CIE 색좌표 상에서 x 좌표값 0.610 내지 0.640사이의 적색 형광체를 포함하는 컬러 음극선관용 형광막 제조방법.
5. 제 2항에 있어서, 상기 적색 형광막은 YVO₄:Eu 및/또는 Y₂O₂S:Eu 및/또는 Y₂O₃:Eu 및/또는 Y(V,P)O₄:Eu 및/또는 Zn₃(PO₄)₂:Mn 형광체를 사용하는 컬러 음극선관용 형광막 제조방법.
6. 제 3항에 있어서, 상기 안료 부착 적색 형광체에서 상기 안료의 직경은 10nm 내지 1000nm 크기인 컬러 음극선관용 형광막 제조방법.
7. 제 3항 또는 제 6항에 있어서, 상기 안료의 직경은 10nm 내지 100nm 크기인 컬러 음극선관용 형광막 제조방법.