KR19990020164A - 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조의 고착공정용 픽싱용액 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 음극선과의 건식 전자사진식 스크린제조의 고착공정용 픽싱용액을 제공한다.

그 픽싱용액은, 판넬(12)의 내면에 코팅된 휘발성 전도막(132)위에 휘발성 광전도막(134)을 형성시키고, 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시킨 후, 그 광전도막을 가시광선 내지 자외선광원으로부터 가시광선 내지 자외선을 새도우마스크를 통과시켜 선택적으로 노광하고, 그 노광된 부분에 대전된 적어도 하나의 형광체(R,G,B)나 빛흡수물질(21)의 미세분말들을 부착시킨 후, 그 미세분말(들)이 소망의 배열로 부착된 광전도막(134)의 표면에 정전스프레이법에 의해 솔벤트를 스프레이시킴으로써 적어도 광전도막(134)에 미세분말(들)을 고착시키기 위한 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조의 고착공정용 픽싱용액에 있어서: 그 픽싱용액가 톨루엔 40wt_%, 크실렌 40wt_%그리고 이소프로필알콜 40wt_%그리고 이소프로필알콜 20wt_%으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 건식 전자사진식 스크린 제조방법으로 판넬(12)의 내면에 부착된 전 형광체(R,G,B) 내지 빛흡수물질(21)의 미세분말의 전면적에 걸쳐 적은 양의 혼합용액으로도 균일하게 습윤이 일어나게 되고, 부착된 미세분말등의 고착효과가 우수하며, 나아가 우수한 평탄도를 지니는 균일한 필름막을 형성하는 등의 효과가 있다.

Description

음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조의 고착공정용 픽싱용액

본 발명은 음극선관의 건식 전자사진식 스크린제조의 고착공정용 픽싱용액에 관한 것으로, 더 상세하게는 보다 고착효율성이 높고 안전성이 높은 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조방법의 고착공정용 픽싱용액에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은, 도 1에 도시된 바와 같이, 판넬(panel)(12), 펀넬(funnel)(13) 및 네크(14)로 구분되는 진공 벌브(bulb)와, 그 네크(14) 내부에 장착되는 전자총(11)과, 판넬(12)의 측벽에 장착되는 새도우마스크(16)를 구비한다.

그 판넬(12)의 면판(18)의 내면에는 형광면(20)이 형성되어 있어, 전자총(11)으로부터 방출된 전자빔(19a)(19b)은 각종 렌즈계에 의해 집속되고 가속되며, 양극보턴(15)을 통해 인가되는 고전압에 의해 크게 가속되면서 편향요크(17)에 의해 편향되고 새도우마스크(16)의 애퍼처 또는 슬리트(16a)를 통과하여 형광면(20)에 주사된다.

형광면(20)은 면판(18)의 배면에 형성되는데, 칼라의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 배열구조의 다수의 스트라이프(stripe) 또는 도트(dot)형상의 형광체(R,G,B)와, 그 각 형광체들사이의 블랙코팅과 같은 빛흡수물질로 형성된다. 또, 그 배면은 전도막층으로서 알루미늄박막층(22)이 형성되어 형광면의 휘도증대, 형광면의 이온손상방지, 형광면의 전위강하방지 등의 역할을 하게 된다. 또한, 그 알루미늄박막층(22)의 평면도 및 반사율을 높이기 위해서는 형광면(20)과 전도막층인 알루미늄박막층(22)사이에 라커(lacquer)와 같은 수지로 된 수지필름층(22')이 형성되며, 이 수지필름층(22')은 알루미늄박막층(22)의 형성후에 튜브의 수명을 위해 연소되어 휘발되어야 한다.

이러한 형광면(20)이 발색광 인성분과 같은 형광입자들을 포함하는 현탁액(slurry) 또는 빛흡수물질을 포함하는 현탁액을 도포하고 건조시켜 형성되는 종래의 습식 사진 석판술(photolithographic wet process)은, 고화질의 요구를 충족시키지 못할 뿐만 아니라 제조공정 및 제조설비가 복잡하여 제조비용이 크게 소요되며, 또한, 대량의 청정수 소모와 폐수발생, 인배출물, 6가 크롬감광체 배출 등 여러가지 문제점들을 안고 있다. 최근에 이러한 습식사진석판술을 개량한 전자사진식(electrophotographical) 스크린제조방법이 개발되었는데, 이 전자사진식 제조방법도 습식은 여전히 상술한 문제점들을 안고 있으며, 건식 제조방법에 의해서는 상술한 문제점들이 상당히 해소되었다.

그 대표적인 건식 전자사진식 스크린제조방법은 미국 특허 제 4,921,767호(1990년 5월 1일 특허됨)에 개시되어 있다. 그러나, 그 특허에서는 광전도막이 가시광선에 반응하는 염료를 포함하고 있어 암실작업이 불가피하며, 고착공정에서 적외선 가열에 의하고 있기 때문에 에너지 소모가 상당하다.

이에, 본 출원인은 광전도막을 자외선에 감응하는 광전도성 용액으로 형성함으로써 상기의 문제점을 해결하였다.

그 일예로, 본 출원인이 출원한 음극선관의 스크린 제조방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 (a) 내지 (e)는 상기 제조방법에 따른 각 공정을 개략적으로 도시한다. 도 3a는 면판(18)의 내면에 전도막(132)과 그 위에 광전도막(134)이 형성되는 코팅공정이다. 전도막(132)은 예를 들면, 폴리일렉트로라이트(polyelectrolyte)로서 Calgon사제품인 상품명 Catfloc-c 1-50 중량%와 1-50 중량%의 10%PVA용액의 수용액(나머지는 물)을 종래의 방법으로 도포하여 건조시키므로서 형성된다. 그 위에 자외선에 반응하는 물질을 포함하는 신규한 광전도막도포용액을 도포하여 건조시킨다. 자외선에 반응하는 물질의 일예로는 도너(doner)로서 0.01 내지 1중량%의 비스 디메틸 디페닐 페닐 부타트리엔(bis-1,4-dimethyl phenyl (-1,4 -diphenyl (butatriene))) 또는 2 내지 5 중량%의 테트라페닐 에틸렌(tetraphenyl ethylene)과, 어셉터(acceptor)로서 트리니트로플루오리논(trinitro-fluorenone: TNF) 및 에틸 안트라퀴논(ethyl anthraquinone: EAQ)중 적어도 1종 이상 각각 0.01 내지 1중량%를 고분자바인더(binder)로서의 1 내지 30 중량%의 폴리스티렌(polystyrene: PS)과 함께 잔량인 톨루엔(toluene)이나 크실렌(xylene)에 용해시켜 사용하였다. 상기 고분자바인더(binder)로서 상기 폴리스티렌이외에 폴리 알파메틸스티렌(poly(α-methylstyrene: PAMS), 폴리 메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate: PMMA) 및 폴리 스티렌-옥사졸린 코폴리머(polystyrene-oxazoline copolymer: PS-OX) 등이 사용될 수 있다.

도 3b는 대전공정을 개략적으로 도시한 것이다. +1K볼트 이하, 바람직하게는 +700볼트이상의 직류전압을 인가하여 코로나방전장치로 대전시켰다. 광전도막(134)이 적어도 파장 450nm 이하의 자외선에 반응하기 때문에 암실작업이 불필요하다.

도 3c는 노광공정을 개략적으로 도시한 것으로서, 자외선광원(138)으로부터 파장이 짧고 직진성을 가진 자외선이, 자외선투과렌즈(140)를 통과하여 소망의 입사각으로 새도우마스크(16)에 입사하며, 소망의 배열을 가진 새도우마스크(16)의 애퍼처(aperture) 또는 슬리트(16a)홀을 통과하여 광전도막(134)을 소망의 배열로 노광시킨다. 이 때 전도막(132)이 어스되어 있어 그 노광부분의 전하는 그 전도막(132)을 통과하여 방출된다. 그리고, 비노광부분의 전하는 그대로 광전도막(134)에 잔존하게 된다. 이 노광공정도 자외선광원(138)을 사용하기 때문에 암실에서 작업할 필요가 없다.

도 3d는 현상공정을 개략적으로 도시한다. 종래에는 이 현상공정에서 캐리어 비드와 형광체 입자 또는 빛흡수물질입자들을 혼합하여 마찰에 의한 정전기를 대전시켰으나, 본 출원인의 발명에 의하면, 형광체 분말 또는 빛흡수물질의 분말과 같은 미세분말을 공기압에 의해 호퍼(148)로부터 벤츄리관(146)을 통해 코로나방전장치와 같은 방전전극(144a)과 노즐(144b)을 통과시켜 분사시키므로써 그 미세분말을 대전시키고 광전도막(134)의 노광부분과 비노광부분의 어느 하나에 부착시킨다. 방전전극(144a)에 의해 미세분말에 대전되는 정전기의 극성은 상기 노광공정에서의 노광부분과 비노광부분중 어느 부분에 그 미세분말을 부착시킬 것인가에 따라 결정된다. 즉 +전하를 띤 비노광부분에 부착시킬 경우에는 미세분말이 -전하로 대전되고, 전하가 방출된 노광부분에 부착시킬 경우에는 미세분말이 +전하로 대전된다. 현상용기(142)로 분사된, 대전된 미세분말은 전기적 인력과 반발력의 작용에 의하여 소망의 배열로 광전도막(134)의 표면에 강하게 부착된다.

도 3e는 액체 정전 스프레이 건을 이용한 고착(fixing)공정을 개략적으로 도시한다. 이 공정에서는, 상기 현상공정에서 소망의 미세분말(들)이 소망의 배열로 부착된 광전도막(134)의 표면에 석유계 크실렌(xylene), 톨루엔(toluene), TCE, 메틸 이소부틸 케톤(MIBK) 등의 솔벤트를 스프레이시킴으로써 적어도 광전도막(134)에 포함된 폴리머를 용해시키고, 이 용해된 폴리머의 접착력에 의해 전기력 작용으로 부착된 미세분말(들)을 고착시킨다. 이 고착공정에는 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤과 같은 솔벤트증기를 접촉시켜 현상된 미세분말들을 고착시키는 베이퍼 스웰링(vapour swelling)법이 이용될 수도 있다.

상술한 공정들이 칼라음극선관의 제조를 위해서는 3종의 형광체에 대해 반복실시된다. 또한, 블랙 매트릭스의 빛흡수물질도 3종의 형광체의 부착 전이나 그 후에 상술한 바와 같이 형성될 수 있다.

이와 같이 형광체 및 빛흡수물질이 형성된 다음, 라커공정에서 라커막이 종래의 방법으로 형성되고, 알루마이징공정에서 알루미늄박막도 종래의 방법으로 형성되며, 그 뒤, 베이킹(backing)공정으로 투입되어 대기 중에서 약 30분동안 425℃에서 가열 건조됨으로써, 전도막(132), 광전도막(134)과 각 형광체 및 라커 등에 존재하는 폴리머 등의 휘발성 성분이 제거되고 빛흡수물질(21)과 각 형광체(R,G,B)가 도 2에서와 같이 형성된 형광면(20)이 얻어진다.

그런나, 도 3e의 형광체의 고착을 위한 고착공정에서 벨(bell)타입스프레이건을 사용하여 솔벤트의 도착효율을 증대시켜 고착시간을 단축시켰으나, 솔벤트의 종류에 따라서는 톨루엔이나 MIBK와 같이 솔벤트의 휘발속도가 크고 확산속도가 낮은 경우, 상기 부착된 R,G,B 형광체 내지 빛흡수물질(21)의 미세분말사이로 흡윤되기전에 휘발하여 버리게 되어 장시간 스프레이시켜야 하며, 얼룩이 발생하게 되고 고착효과가 떨어져 고착후 평탄도가 떨어지거나 판넬(12)의 이동시 형광체 등이 탈락하는 등의 문제점이 있으며, 또한, 크실렌이나 부소독시에타놀(buthoxyethanol)과 같이 확산속도가 크고 휘발속도가 낮은 경우, 미세분말사이로 충분히 흡윤되기는 하나 휘발속도가 느려 건조하는 데에 장시간 소요되거나 가열하여야 하며, 자칫 형광체 등이 함몰되거나 그 부착된 배열이 틀어질 수 있으며, 도포막에 균열이 생길 수 있는 등의 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조방법의 고착공정에 있어서, 적은 양의 솔벤트로도 단시간에 미세분말들의 고착정도를 높이고 그 도포막의 평탄도와 균일도를 향상시킬 수 있는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린제조의 고착공정용픽싱용액 및 이를 이용한 음극선관의 스크린 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 칼라음극선관의 부분단면한 개략평면도,

도 2는 도 1의 음극선관의 스크린 구성을 나타낸 부분 확대단면도,

도 3a 내지 도 3e는 건식전자사진식 스크린 제조방법을 설명하기 위한 개략도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 음극선관(CRT) 11 : 전자총

12 : 판넬(panel) 13 : 펀넬(funnel)

14 :네크(neck) 15 : 양극 보턴

16 : 새도우마스크 17 : 편향요크

18 : 판넬면판 19a,19b : 전자빔

20 : 형광면(스크린) 21 : 빛흡수물질

22 : 알루미늄박막층 36 : 대전장치

50 : 벨타입 정전 스프레이건 51 : 벨

52 : 튜브 53 : 고압인가그리드

132 : 전도막 134 : 광전도막

138 : 광원 140 : 렌즈

142 : 현상용기 144a : 방전전극

144b : 노즐

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 음극선관의 건식 전자사진식 스크린제조의 고착공정용 픽싱용액은, 판넬(12)의 내면에 코팅된 휘발성 전도막(132)위에 가시광선 내지 자외선에 감응하는 물질을 함유하는 휘발성 광전도막(134)을 형성시키고, 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시킨 후, 그 광전도막을 가시광선 내지 자외선광원으로부터 가시광선 내지 자외선을 새도우마스크를 통과시켜 선택적으로 노광하고, 그 노광된 부분에 대전된 적어도 하나의 형광체(R,G,B)나 빛흡수물질(21)의 미세분말들을 부착시킨 후, 그 미세분말(들)이 소망의 배열로 부착된 광전도막(134)의 표면에 정전스프레이법에 의해 솔벤트를 스프레이시킴으로써 적어도 광전도막(134)에 미세분말(들)을 고착시키기 위한 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조의 고착고정용 픽생용액(fixing solvent)에 있어서: 그 픽싱용액이 톨루엔 40 내지 95wt%와 크실렌 5 내지 60wt%의 혼합된 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린제조의 고착공정용 픽싱용액을 제공한다.

상기 픽싱용액에는 가소제가 1 내지 3wt%첨가됨으로써 더욱 고착용액의 휘발후 광전도막의 크랙을 방지할 수 있게 되며, 통상, 상기 고착공정이 제 1 내지 제 3 형광체에 대하여 중간의 고착단계없이 그 제 1 내지 제3 형광체를 소망의 배열구조로 부착, 현상시킨 후에 실시되는 것이 공정을 단축시킬 수 있어 바람직하다.

이하, 첨부된 도면과 함께 본 발명의 실시예의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

본 발명에서는, 상술한 도 3e와 관련한 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조방법의 고착공정에서 사용되는 픽싱용액이 톨루엔 40 내지 95wt%와 크실렌 5 내지 60wt%를 포함하는 혼합용액으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 픽싱용액에는 가소제가 1 내지 3wt%를 첨가될 수 잇다. 이와 같은 가소제로서는 디부틸프탈레이트(DBP), 디옥틸프탈레이트(DOP) 등을 들 수 있으나, 광전도막(134) 및 형광체의 코팅과의 혼화성이 양호한 것이 바람직하다.

톨루엔과 같은 용매는 휘발속도가 높고 확산속도가 낮으며, 끓는 점이 111℃이기 때문에 전 R,G,B 형광체 분말과 완전히 접촉되기 전에 휘발되어 버려 얼룩이 발생하는 문제점이 있었으나, 용해력이 낮더라도 끓는 점이 144℃로서 휘발속도가 낮은 솔벤트 예를 들어 크실렌 5 내지 60wt%를 혼합하여 사용함으로써 톨루엔의 용해력과 크실렌의 낮은 휘발속도가 잘 조화되어 R,G,B 형광체 분말의 전체를 유효하게 고착시킬 수 있게 된다.

본 발명이 적용되는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조방법은 도 3a 내지 도 3e에서 설명된 바와 같이 판넬(12)의 내면에 휘발성 전도막(132)과 휘발성 광전도막(134)이 스핀 코팅의 방법으로 차례로 형성된다. 그 광전도막에 코로나 방전장치(36)를 이용하여 균일하게 정전하로 대전시킨 후, 그 광전도막을 광원으로 새도우마스크(16)를 통과시켜 선택적으로 노광하고, 그 노광된 광전도막(134)에 방전전극(144a) 등에 의해 대전된 R,G,B 형광체 내지는 빛흡수물질(21)의 미세분말을 부착, 현상시킨다. 그 뒤, 본 발명에 따른 고착공정이 수행된다.

본 발명의 일예로서 톨루엔 40 내지 95wt%와 크실렌 5 내지 60wt%의 범위내에서 혼합된 솔벤트를 벨타입 정전 스프레이건으로 상기 형광체(R,G,B)와 빛 흡수물질(21)이 부착된 광전도막(134)상에 스프레이한 결과, 스프레이되는 픽싱용액의 도포막이 그 R,G,B 형광체 내지는 빛흡수물질(21)의 미세분말의 전면적에 걸쳐 균일하게 형성되었고, 단시간에 전 R,G,B 형광체 내지는 빛흡수물질(21)의 미세분말사이에 균일하게 스며들어 습윤효과가 나타났다. 이에 따라 사용된 혼합용액의 양도 감소하였으며, 그 미세분말들도 광전도막(134)에 유효하게 고착되어 판넬(12)의 이동 등으로 인한 충격에 의해 형광체 분말이 탈락되는 일이 없었다. 또한, 그 픽싱용액을 도포하여 형광체 분말 등을 고착시켜 휘발시킨 결과, 광전도막(134)의 평탄도가 높게 나타났으며, 이에 따라 라커막을 형성시킨 경우에도 그 평탄도 우수하게 나타났다.

한편, 가소제를 1 내지 3wt%첨가한 경우에는 고착공정후 광전도막(134)에 크랙이 발생함이 없이 그 광전도막(134)의 부착강도에 영향을 미치지 아니하였으며, 평탄도면에서도 더욱 우수하게 나타났다.

따라서, 이와 같이 고착공정을 거친 판넬(12)의 내면은 라커막인 수지필름층(22')과 알루미늄박막층(22)을 종래의 방법으로 형성하고, 베이킹공정이나 판넬과 펀넬의 봉착을 위한 프리트(frit)로에서의 연소과정에서 상술한 전도막(132), 광전도막(134) 및 수지필름층(22')의 연소휘발성 성분을 완전히 방출시킴으로써, 빛흡수물질(21)과 각 형광체(R,G,B)가 도 2에서와 같이 형성된 형광면(20)이 얻어졌으며, 형광체의 밀도나 배열구조가 흩틀어짐이 없이 현상한 상태 그대로였으며, 알루미늄박막층(22)의 반사율이 높게 나타났다.

상기 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조방법에 의해 빛흡수물질(21)도 각 형광체(R,G,B)의 현상 전이나 후에 형성될 수 있으며, 상기 투입되는 판넬(12)이, 종래의 습식 슬러리법으로 빛흡수물질(21)들을 소정의 패턴으로 배열시킨 판넬(12)일 수도있다.

한편, 상술한 현상단계는 도 3d에서와 같이 스프레이 코터로 분출시키기 직전에 코로나방전에 의해 그 미세분말을 대전시키는 방법이외에도 상술한 미국 특허 제 4,921,767호에 개시된 마찰대전방법 또는 형광체 등의 미세분말을 공급하는 과정에서 파이프와의 마찰시켜 대전시키는 방법에 의해 현상된 경우에도 본 발명은 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 음극선관의 건식 전자사진식스크린 제조의 고착공정용 픽싱용액의 구성과 작용에 의하면, 톨루엔 40 내지 95wt%와 크실렌 5 내지60wt%의 혼합용액 또는 그 혼합용액에 가소제를 1 내지 3wt% 첨가한 혼합용액을 벤 타입 정전스프레이 건으로 현상된 판넬 내면에 스프레이함으로써 건식 전자사진식 스크린 제조방법으로 판넬(12)의 내면에 부착된 전 형광체(R,G,B) 내지 빛흡수물질(21)의 미세분말의 전면적에 걸쳐 적은 양의 혼합용액으로도 균일하게 습윤이 일어나게 되고, 부착된 미세분말들의 고착효과가 우수하며, 나아가 우수한 평탄도를 지니는 균일한 필름막을 형성하는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 판넬(12)의 내면에 코팅된 휘발성 전도막(132)위에 가시광선 내지 자외선에 감응하는 물질을 함유하는 휘발성 광전도막(134)을 형성시키고, 그 광전도막에 균일한 정전하를 대전시킨 후, 그 광전도막을 가시광선 내지 자외선광원으로부터 가시광선 내지 자외선을 새도우마스크를 통과시켜 선택적으로 노광하고, 그 노광된 부분에 대전된 적어도 하나의 형광체(R,G,B)나 빛흡수물질(21)의 미세분말들을 부착시킨 후, 그 미세분말(들)이 소망의 배열로 부착된 광전도막(134)의 표면에 정전스프레이법에 의해 솔벤트를 스프레이시킴으로써 적어도 광전도막(134)의 표면에 정전스프레이법에 의해 솔벤트를 스프레이시킴으로써 적어도 광전도막(134)에 미세분말(들)을 고착시키기 위한 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조의 고착공정용 픽싱용액(fixing solvent)에 있어서:

   그 픽싱용액이 톨루엔 40 내지 95wt%와 크실렌 5 내지 60wt%의 혼합된 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린제조의 고착공정용 픽싱용액.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 픽싱용액에는 가소제가 1 내지 3wt% 첨가되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린제조의 고착공정용 픽싱용액.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고착공정이 제 1 내지 제 3 형광체를 소망의 배열구조로 부착, 현상시킨 후에 실시되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린제조의 고착공정용 픽싱용액.