KR20000014827A

KR20000014827A - 칼라음극선관의 형광막 구조

Info

Publication number: KR20000014827A
Application number: KR1019980034440A
Authority: KR
Inventors: 정해법
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-03-15
Also published as: KR100265666B1

Abstract

본 발명은 칼라음극선관의 형광막 형성방법에 관한 것으로서, 특히 콘트라스트 및 휘도 특성을 향상시킴과 동시에 형광막 형성공정을 단순화하여 생산성을 향상시키고, 이에 따른 재료비 및 소모비를 절감하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 패널 내면에 블랙매트릭스층이 형성되고, 상기 블랙매트릭스층의 사이 및 그 상면에 적색, 녹색, 청색의 형광체층이 형성되는 칼라음극선관의 형광면 구조에 있어서, 별도의 청필터 분산액을 이용하여 청색 필터층만을 형성하고, 청색 형광체층은 고반사의 형광체층을, 적색 형광체층은 저반사의 형광체층을 형성한 것이다.

Description

칼라음극선관의 형광막 구조

본 발명은 칼라음극선관에 관한 것으로서, 특히 스크린의 콘트라스트 특성을 향상시킴과 동시에 형광막 형성공정을 단순화하기 위한 형광막의 구조와 형성방법에 관한 것이다.

종래 고콘트라스트 칼라음극선관은 광투과율이 36∼55% 정도인 다크 혹은 틴트 글라스를 사용한 칼라음극선관과, 형광체 입자 표면에 같은 색의 무기 안료를 부착시킨 형광체를 사용하여 형광막을 형성한 칼라음극선관과, 블랙매트릭스막이 형성된 글래스 패널의 내면에 삼색 필터층을 형성하고 그 위에 안료가 부착되지 않은 형광체를 사용해서 형광막을 형성한 칼라음극선관 등을 예로 들 수 있다.

이 중 다크 혹은 틴트 글라스를 사용하여 패널을 형성한 칼라음극선관은 광투과율이 낮아 콘트라스트 특성에는 유리하지만 동시에 형광막에서의 발광도 패널에 흡수되므로 휘도 특성이 저하되었다.

안료가 부착된 형광체를 사용하여 형광막을 형성한 칼라음극선관은 안료에 의해 외광이 흡수되기 때문에 콘트라스트는 향상되지만 형광막 형성시 형광체 입자가 여러층으로 중첩되므로 형광체 입자에서의 발광의 일부가 안료에 흡수되어 이 또한 휘도 특성이 약 3∼5% 정도 저하되었다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 도 1 에 도시된 바와 같이, 블랙매트릭스(2)가 형성된 패널(1) 상면에 삼색 필터층(3R)(3G)(3B)을 형성한 후 안료가 부착되지 않은 삼색 형광체층(4R)(4G)(4B)을 사용하여 형광면을 형성하게 된 것이다.

도면상의 미설명 부호 5는 금속반사막(알루미늄막)이다.

이와 같은 형광막은 광 투과율이 70∼80% 이상인 패널(1)에 삼색 형광체와 같은 색의 녹, 청, 적의 삼색 필터층(3R)(3G)(3B)을 형성하고, 그 위에 각 색에 부합되는 녹, 청, 적의 삼색 형광체층(4R)(4G)(4B)을 형성하여 완성되는데, 상기 삼색 필터층(3R)(3G)(3B)의 형성은 폴리비닐알코올(PVA)과 중크롬산나트륨(SDC) 등의 감광액에 미립자 안료를 분산한 슬러리를 도포하고 건조한 후 섀도우마스크(도면상에는 도시되지 않음)를 끼워 자외선으로 노광하고 현상하여 형성할 수도 있고, 또 다른 방법으로는 폴리비닐알코올(PVA)과 중크롬산나트륨(SDC) 등의 감광액을 도포하고 건조하여 PVA층을 형성한 후 이 막위에 녹색필터 분산액을 도포, 건조하고 과산화수소수 등의 산화수로 에칭 처리하여 녹색 필터층(3G)을 형성하며, 타색도 같은 방법으로 행하여 삼색 필터층(3R)(3G)(3B)을 형성할 수도 있다.

이와 같이 칼라음극선관의 형광면에 삼색 필터층(3R)(3G)(3B)을 적용하게 되면 안료 부착 형광체를 사용한 칼라음극선관에 비해 콘트라스트 및 휘도를 10∼20% 정도 향상시킬 수 있는 것이다.

이때, 일본 특개평 9-27284에 의하면 상기 삼색 필터층(3R)(3G)(3B)은 대응한 삼색 형광체층(4R)(4G)(4B)의 최대 발광 스펙트럼 파장의 약 ±20㎚ 범위에 있는 파장의 광에 대하여 최대의 투과율을 가지며 그 외의 광 파장영역에 대하여는 상대적으로 낮은 투과율을 가지므로 음극선관의 콘트라스트 특성을 향상시킬 수 있음을 제안했고, 실제로 도 2 에 도시된 바와 같이 녹색, 적색, 청색 형광체층(4R)(4G)(4B)의 발광영역에 대한 각 필터층(3R)(3G)(3B)의 발광영역은 각 형광체의 최대의 발광영역에서 효과적인 투과율을 가지는 스펙트럼을 가지고 있다.

구체적으로, 녹색 필터층(3G)의 경우는 녹색 형광체층(4G)의 발광영역중 최대 발광영역인 530㎚부근에서 70% 정도의 투과율을 가지고, 청색 필터층(3B)의 경우는 청색 형광체층(4B)의 발광영역 중 최대 발광영역인 450㎚에서 70% 정도의 투과율을 가지며, 적색 필터층(3R)의 경우는 적색 형광체층(4R)의 발광영역 중 최대 발광영역인 630㎚부근에서 60% 정도의 투과율을 가진다.

그러나, 이와 같이 각각의 형광체에 대하여 각각의 필터를 형성하는 것은 콘트라스트 특성 및 휘도 특성의 향상에는 효과적이나 공정수가 추가되어 작업성이 저하되고, 이에 따른 소모비 및 재료비의 상승을 초래하여 제조원가가 증가되며, 또한 공정수의 증가에 따른 공정산포로 인하여 제품의 불량률이 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 콘트라스트 및 휘도 특성을 향상시킴과 동시에 형광막 형성공정을 단순화하여 생산성을 향상시키고, 이에 따른 재료비 및 소모비를 절감하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 패널 내면에 블랙매트릭스층이 형성되고, 상기 블랙매트릭스층 사이 및 그 상면에 적색, 녹색, 청색 형광체층이 형성되는 칼라음극선관의 형광면 구조에 있어서, 별도의 청필터 분산액을 이용하여 상기 청색 형광체층과 패널 사이에만 청색 필터층을 형성하고, 고반사의 청색 형광막과 저반사의 적색 형광막을 형성한 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래 칼라음극선관의 형광막 단면도.

도 2 는 도 1 에 적용되는 각 필터층 및 각 형광체층의 반사스펙트럼 비교도로서,

(가)는 녹색 필터층과 녹색 형광체층의 반사스펙트럼.

(나)는 청색 필터층과 청색 형광체층의 반사스펙트럼.

(다)는 적색 필터층과 적색 형광체층의 반사스펙트럼.

도 3 은 본 발명에 의한 칼라음극선관의 형광막 형성 상태를 나타낸 단면도로서,

(가)는 청색 필터층을 형성한 상태.

(나)는 삼색 형광체층을 형성한 상태.

(다)는 형광막 완성 상태.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

101 : 패널 102 : 블랙매트릭스층

103B : 청색 필터층 104R : 적색 형광체층

104G : 녹색 형광체층 104B : 청색 형광체층

105 : 금속반사막

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 2 에 나타난 바와 같이 녹색 필터의 경우 최대 발광영역인 530㎚부근에서 70% 정도의 광투과율을 가지나 필터층에 의한 휘도 저하가 심하게 발생하는 점과, 적색의 경우 형광체에 안료를 부착한 것과 별도의 필터층을 형성한 것의 광투과율 차이가 심하지 않아 막형성 공정의 간단성에 비추어 안료의 부착량을 늘리는 것이 더욱 효과적인 점에 착안한 것으로, 블랙매트릭스가 형성되어 있는 패널의 상면에 청색 필터층만을 형성하고, 적색의 경우에는 안료를 종래 대비 3∼5배 정도 많이 부착하여 종래 구조의 형광막과 동일한 효과를 도모한 것이다.

도 3 은 본 발명에 의한 칼라음극선관의 형광막 형성 상태를 나타낸 단면도로서, 먼저 블랙매트릭스층(102)이 형성되어 있는 패널(101) 상면 청색 형광체층(104B)이 형성될 부분에 청색 필터층(103B)을 형성하게 되는데, 이때 사용되는 청필터 분산액은 초미립자의 코발트 블루(CoO, Ai₂O₃)를 순수와 계면활성제로 수분산시킨 분산액이다.

상기 청필터 분산액의 농도는 5∼20%정도로 구성해야 하며, 농도가 5% 이하이면 필터막 투과 특성이 미약하여 원하는 선택 투과 효과를 얻을 수 없고, 농도가 25% 이상이 되면 미립자의 안료를 분산하기 어려울 뿐만 아니라 필터 투과 특성이 너무 강해 선택 투과 특성은 향상되나 휘도가 크게 떨어지게 된다.

이후, 상기 청색 필터층(103B)이 형성된 패널(101) 상면에 각 색에 부합되는 녹색, 청색, 적색의 삼색 형광체를 통상의 슬러리법에 의해 도포, 노광, 현상하여 삼색 형광체층(104G)(104B)(104R)을 형성하고, 그 위에 전자빔의 후방향 이탈을 막아주는 금속반사막(105)을 형성하여 완성하게 된다.

이때, 적색 형광체로는 저반사의 적색형광체가 사용되며, 이는 초미립자의 산화철(Fe₂O₃)을 형광체 표면에 골고루 부착한 형광체로서, 산화철(Fe₂O₃)을 종래에 비해 3∼5배 많이 부착하여 형광체 분말 반사율이 20%∼40%이고, 안료 피복량이 0.3wt%∼0.8wt%이 되도록 한 형광체이다.

이 경우 상기 적색 형광체에 형광체의 분말 반사율이 20% 이하(안료 피복량이 0.8wt% 이상)가 되도록 안료를 부착하는 것은 매우 어려우며 많이 부착할 경우 부착된 안료가 박리되거나 고형분 발생 등의 문제점이 있어 생산성이 저하된다. 또한 형광체의 분말 반사율을 40% 이상으로 하면 안료 부착량이 감소하여 선택 투과 특성이 저하되므로 콘트라스트 특성에 악영향을 미치게 된다.

또한, 상기 청색 형광체에는 안료(CoO, Al₂O₃)를 부착하지 않거나 혹은 부착할 수 있으며, 안료를 부착하지 않을 경우에는 높은 휘도 특성을 얻을 수 있고, 청색 필터층(3B)이 형성된 자리에 형광체 부착시 청색 형광체의 접착력이 아주 강하여 형광막 탈락과 타색에 혼입되는 문제를 해결할 수 있으므로 아주 깨끗한 형광막을 제조할 수 있어 생산성이 크게 향상된다. 안료를 부착할 경우에는 안료 피복량이 1wt% 이하이고, 형광체의 분말 반사율이 40% 이상이 되도록 구성해야 하며, 이는 형광체의 분말 반사율이 40% 이하가 되면 콘트라스트 특성은 약간 상승하나 휘도 저하가 커지기 때문이다.

아래의 표 1, 표 2는 본 발명에 의해 청필터 슬러리의 농도를 각각 5%(실시예 1), 12%(실시예 2), 18%(실시예 3)로 조합하여 블랙매트릭스층(102)이 형성되어 있는 패널(101)에 각각 청색 필터층(103B)을 형성하고, 안료가 부착되지 않은 청색 형광체층(104B), 녹색 형광체층(104G), 저반사 적색 형광체층(104R)을 형성한 음극선관을 제작한 후 패널(101) 표면에 대전방지 및 반사방지를 위한 코팅막을 형성하여 종래품과 스크린 특성을 비교한 것이다.

형광막 상태

구분	종래품	실시예 1	실시예 2	실시예 3
형광막 커팅성	100	105	108	112
형광체 혼입(잔사)	100	105	105	105
형광막 접착력	100	110	115	117
색재현성	100	107	110	115
휘도	100	105	110	115
콘트라스트비	100	100	100	100

휘도 및 콘트라스트비 측정 결과

샘플	종래품	실시예 1	실시예 2	실시예 3
샘플	휘도(cd/㎡)	콘트라스트비	휘도(cd/㎡)	콘트라스트비	휘도(cd/㎡)	콘트라스트비	휘도(cd/㎡)	콘트라스트비
1	113	9.3	145	7.5	135	8.3	129	8.9
2	115	9.5	147	7.7	137	8.3	130	9.1
3	110	9.5	143	7.5	140	8.6	128	8.9
4	114	9.6	144	7.9	141	8.7	126	8.8
평균	113	9.5	145	7.7	138	8.5	128	8.9

<측정 조건>

*모델 : 17"CDT

*인가전압 : 26Kv

*전류 : 600㎂

*조도 : 500lux

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 형광막의 품질이 종래품과 대비하여 5∼10% 정도 향상되었고, 휘도의 경우 동일 콘트라스트비를 기준으로 할 때 5∼20% 정도 향상되었음을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 청색 필터층만 형성하면 되므로 공정이 단순화되어 제조원가가 절감되고 생산성이 향상되며, 고반사의 청색 형광체와 저반사의 적색 형광체를 사용함으로써 콘트라스트 및 휘도 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

패널 내면에 블랙매트릭스층이 형성되고, 상기 블랙매트릭스층의 사이 및 그 상면에 칼라 필터층과 적색, 녹색, 청색의 형광체층이 형성되는 칼라음극선관의 형광면 구조에 있어서,

적색 및 녹색 칼라 필터층은 형성하지 않고, 청필터 분산액을 이용하여 청색 필터층만을 형성한 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 청필터 분산액은 초미립자의 청색 안료를 순수와 계면활성제로 수분산시킨 분산액으로, 그 농도가 5∼20%인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 적색 형광체층은 초미립자의 적색안료를 적색형광체 표면에 부착하여 분말반사율이 20∼40%인 형광체로 형성된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 적색 형광체층은 초미립자의 적색안료를 안료 피복량이 0.3∼0.8wt%가 되게 적색 형광체 표면에 부착한 형광체로 형성된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 청색 형광체층은 청색 안료를 부착하지 않거나, 청색 안료를 청색 형광체 표면에 부착하되 분말반사율이 40% 이상인 형광체로 형성된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 청색 형광체층은 청색 안료를 안료피복량이 1wt% 이하가 되도록 청색 형광체 표면에 부착한 형광체로 형성된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 구조.