KR20000050495A - 칼라 음극선관의 형광막 형성 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관에 이용되는 형광막 조성물에 대하여 크롬성분에 따른 환경오염 발생을 방지함과 함께 전자 흡수방지와 패널과의 결합력증대로 형광체의 발광 효율을 증대시켜 휘도를 향상시키는데 적합한 형광막 형성 조성물에 관한 것으로, 그 구성은 칼라 음극선관의 형광막 형성 조성물에 있어서, 형광체에 폴리비닐 알코올(PVA)-스틸바조륨염으로 된 감광제와 비이온계 또는 양이온계의 계면활성제와 전하를 띠지 않는 접착제가 포함 된 것이다.

Description

칼라 음극선관의 형광막 형성 조성물{composition for forming fluoue scint film in color CRT}

본 발명은 칼라 음극선관의 형광막 형성 조성물에 관한 것으로, 특히 쉽게 경화되고 크롬(Cr)이 첨가되지 않은 감광제와 양이온계의 계면활성제, 전하를 띠지 않는 접착제가 첨가된 형광체 혼합 조성물로 함으로써, 크롬성분에 따른 환경오염의 영향이 없음과 함께 전자흡수를 방지하고, 분산 및 소포효과를 비롯한 패널과의 결합력 증대로 형광체의 발광효율을 높여 휘도를 향상시키는데 적합한 형광막 형성 조성물에 관한 것이다.

칼라 음극선관은 글라스 패널 내면에 적, 녹, 청의 형광막을 형성하기 전에 블랙 매트릭스층을 형성한다.

도 1은 형광막 형성을 나타낸 공정도로서 이에 따라 상세히 설명하면, 세척된 글라스 패널(1) 내면에 PAD 와 AZID, 소비톨(Sorbital), 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol), 에멀겐(Emulsion), 순수 등이 주성분인 포토 레지스트(photo resist : 감광제)(2)를 도포하고(가), 적, 녹, 청의 형광체가 형성될 부위를 섀도우 마스크(3)를 통해 조사된 광에 의한 패턴이 되게 노광하면 포토 레지스트는 경화되고, 광을 받지 않은 부분은 경화되지 않는다.

따라서 상기와 같이 노광 후 물로 현상하면 노광된 부위의 포토 레지스트(4)만 남고 나머지 부위는 물에 씻겨 없어지게 된다(다).

여기에 흑연 분말, 암모니아수, 에멀엔시 등으로 구성된 흑연액(5)을 도포한다.(라)

이 경우 흑연액은 노광시 빛을 받지 않은 부분 즉, 현상시 포토 레지스트가 씻겨져 없어진 부분에 두껍게 도포가 되며 포토 레지스트가 경화되어 남아 있는 부분은 상대적으로 낮은 두께로 도포된 상태가 된다.

여기에 과산화수소와 아미드유산이 주성분인 에칭액을 이용하여 에칭을 실시한다.

이때, 에칭액과 경화된 포토 레지스트막(4)은 서로 화학적으로 반응하여 포토 레지스트막(4)은 물로 현상하면 씻겨 없어져 버릴 정도로 분해된다.

그 후 물로 막을 현상하면 (마)와 같은 블랙 매트릭스막(5')이 형성된다.

블랙 매트릭스막(5')의 형성이 끝나면 적, 녹, 청 3색의 형광막(6R, 6G, 6B)을 형성하여야 한다.

먼저 녹색의 형광막(6G)을 형성하기 위해 녹색 발광 형광체와 포토 레지스트용액, 물, 분산제, 증감제 등으로 구성된 녹색 형광체 슬러리(6)를 블랙 매트릭스막(5')이 형성된 글래스 패널 내면에 전면 도포한다.(바)

녹색 형광체 슬러리(6)는 6∼10㎛정도의 평균입도를 갖는 형광체 39.5 중량부, 포토 레지스트로서 주성분인 폴리비닐 알코올(PVA) 13.16 중량부와, 가교제인 중크롬산 알코올(ADC) 2.09 중량부와, 분산제로서 음이온계 계면활성제(슬폰산염 : R-NaO₃S) 2.0 중량부와, 순수 44.7 중량부와, 접착제로서 콜로이달 실리카(Snowtex)등으로 조성된다.

형광체 슬러리를 도포할 때에는 고품위의 브라운관 특성, 즉 전체 화상의 균일한 밝기(Bright Uniformity)나 백색(White Uniformity)을 구현하기 위해 막의 두께가 일정하도록 주의하여야 한다.

도포가 끝나면 적당한 온도의 열을 가하여 도포된 슬러리를 건조하고 노광에 가장 알맞게 패널의 온도를 조정한다.

그후 글래스 패널에 녹색 형광막이 형성될 부위만 선택적으로 섀도우 마스크(3)를 통하여 광을 조사하여 노광을 실시한다.(사).

이때 빛을 받은 부위의 형광막은 경화하게 된다.

노광이 끝나면 적당한 온도의 물로 상기의 형광막을 현상하는데, 이때 상기의 빛을 받은 부분의 형광막은 물에 의해 씻겨 없어지지 않고 남게 되며 빛을 받지 않은 부분의 형광막은 물에 씻겨져 없어지게 된다.

이렇게 녹색의 형광막(6G)을 완성하고 적색과 청색의 형광막(6R)(6B)도 상기의 과정을 반복하여 형성할 수 있다.

이와 같은 방법으로 형성된 블랙 매트릭스(5'), 적, 녹, 청의 형광막(6R)(6G)(6B)으로 구성된 칼라 브라운관의 형광막은 (자)와 같이 완성된다.

도 2는 상기와 같이 완성된 형광막의 확대 단면도이다.

그러나 상기한 감광제 중 (PVA 와 ADC) 크롬계 가교제인 ADC는 환경오염에 영향을 주며 형광막의 발광효율을 저하시키는 문제점을 야기시키고, 특히 광조사 후 경화되는데 걸리는 노광시간이 길고 광의 세기 즉, 조도가 높기 때문에 광원에 걸리는 전압이 커져 생산성을 증대시키기에는 부족한 경우가 발생하게 되었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 쉽게 경화되고 크롬을 함유하지 않는 감광제와, 양이온계의 계면활성제, 전하를 띠지 않는 접착제가 혼합된 형광체 조성물로 함으로서, 크롬성분에 따른 환경오염을 방지함과 함께 전자 흡수방지, 분산 및 소포 효과를 비롯한 패널과의 결합력 증대로 형광체의 발광효율을 높여 휘도를 향상시키는데 적합한 형광막 형성조성물을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 형광막 형성 공정도

도 2는 종래의 형광막 확대 단면도

도 3은 본 발명의 형광막 확대 단면도

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 칼라 음극선관의 형광막 형성 조성물에 있어서, 형광체에 폴리비닐 알코올(PVA) - 스틸 바조륨염으로된 감광제와, 비이온계 또는 양이온계의 계면활성제와, 전하를 띠지 않는 접착제가 포함 된 형광막 형성용 조성물로 구성된다.

본 발명에서 적용하고 있는 폴리비닐 알코올 - 스틸조륨염은 빛에 의해 쉽게 경화되는 성질을 가진 고감도 감광제로써 크롬성분을 함유하고 있지 않으며, 수용액에서 양전하의 성질을 나타내는 특성을 띠고 있기 때문에 크롬성분이 없어 환경친화적이고 발광효율이 높은 형광막을 얻을수 있다.

이 고감도 폴리비닐 알코올 - 스틸바조륨염은 일본 공개 특허공보 평2-148,536호(도시바 주식회사)에 기술되어 있으나, 상기 특성에 따른 형광막 형성용 조성물에 대한 언급이 없으므로, 본 발명자는 실험을 통해 폴리비닐 알코올 - 스틸바조륨염의 특성에 의한 형광막 형성 조성물에 대한 연구를 하였다.

이와 같은 감광제는 하기 식과 같다

고감도 감광제인 폴리비닐 알코올 - 스틸바조륨염은 수용액에서 양전하 성질을 가지고 있으므로 이에 따라서 기존의 칼라 음극선관에서 사용해 왔던 평균입도가 6 ∼ 10㎛인 형광체로는 폴리비닐 알코올 - 스틸바조륨염과의 결합력이 종래의 감광제보다 약하기 때문에 형광막 형성에 충진성이 떨어지는 결과를 보이게 된다.

본 발명자는 결합력을 높이기 위한 방법으로 형광체 표면의 성질을 SiO₂로 처리하여 음이온성으로 하고 형광체 입자를 작게 한 것을 사용하여(5㎛이하) 형광체와 양전하를 띠는 폴리비닐 알코올 - 스틸바조륨과의 접촉면을 넓게하므로써 상호 결합력을 강하게 하여 형광막을 형성했을 경우 종래의 입자가 컸던 형광체보다 패널 및 형광체 슬러리안의 형광체와 폴리비닐 알코올 - 스틸바조륨염과의 접착성을 높이게 되었다.

또한, 폴리비닐 알코올 - 스틸바조륨염은 수용액 상태에서 양전하를 가지고 있기 때문에 종래에 사용하던 음이온계 계면 활성제 대신 비이온계 계면활성제를 사용하여 감광제 또는 양이온계 계면활성제를 이온반응으로 인한 침전을 방지하였다.

이와 같은 계면 활성제의 첨가량은 전체 중량의 2 ∼ 10%로 함이 바람직하고, 이때 비이온계 계면활성제인 알킬이써 (-CH₂CH₂O-)n 또는 양이온계 계면활성제는 4급 암모늄염(R4NX)중 1종 이상을 사용할 수 있는데, 여기서 R : 알칼기이고, X : 할로겐 원소이다.

또한 본 발명은 글래스 패널과 형광체 슬러리와의 접착력을 향상 시키는 조성물로 종래의 콜로이달 실리카(SiO₂)(Snowtex) 사용시는 콜로이달 실리카에 의해 감광제인 폴리비닐 알코올 - 스틸바조륨염의 양전하와 반응하여 이온 결합에 의한 침전을 일으키므로 오히려 글래스와의 접착력이 약해진다.

따라서 전하를 띠지 않는 실란 커플링제 [H₂NC₂H₄NHC₃H₆Si(OCH₃)₃]를 이용하게 되었다.

위와 같이 3색 미립자 형광체와 고감도 감광제인 폴리비닐 알코올 - 스틸바조륨염을 이용하여 형광막을 형성하는 조성물로 이루어진 형광체 슬러리를 블랙 매트릭스 위에 도포하여 광조사시키면 종래와는 달리 섀도우 마스크를 이용하여 패턴을 만드는데 필요한 노광 시간이 20 ∼ 35% 정도 감소함을 물론, 종래의 형광막 형성용 조성물을 이용하여 제작된 칼라 브라운관보다 휘도가 5 ∼ 10% 향상 됨을 알수 있었다.

다음은 실시예에 따라 설명한다.

실시예 1

도 3과 같이 블랙 매트릭스(2)가 형성된 패널(1) 내면에 SiO₂로 표면처리 된 평균입도 5㎛이하인 ZnS계 녹색 형광체 204g, 10% 희석된 비이온 계면활성제[에틸렌글리콘 스테아레이트의 분자식 : C₁₂H₂₅O(CH₂CH₂OnH)] 15g, 13% PVA - 스틸바조륨염 120g, 실란 커플링제 10g, 순수 215g를 혼합, 수용액 상태로 교반시켜 형광체 슬러리를 만들어 도포하고, 노광, 현상, 건조시켜 녹색 형광막(7G)을 형성하였다.

상기와 같은 방법에 의해 청색 형광막(7B)과 적색 형광막(7R)을 형성하였다.

이와 같은 삼색 형광막(7R)(7G)(7B)에서 미립자 형광체 입자들은 SiO₂로 표면처리되어 있으므로, 수용액상태에서 음전하를 띠게 되어 PVA - 스틸바조륨염의 양이온과 강하게 결합되므로 입자가 큰 형광체 보다는 PVA - 스틸바조륨염과 상호 결합하는 전체면적이 크므로 광에 의해 경화된 후에도 이 형광체 소립자들과 강한 접착력을 가지는 것을 알 수 있다.

형광막 형성용 조성물로 순수 215g에 5% 로 희석된 양이온계 계면활성제인 스테아릴트리메틸암모늄클로라이드를 10g 넣고 5분간 교반시킨 뒤, SiO₂로 표면처리 된 CaS계 형광체 204g, PVA - 스틸바조륨염 120g, 실란 커플링제 10g을 첨가한 후 4시간 이상 충분히 교반시킨 현탁액을 이용하여 블랙 매트릭스 위에 도포, 노광, 현상, 건조하여 잔사가 남지 않는 깨끗한 패턴을 얻을 수 있었다.

이상에서와 같이 구성된 본 발명은 광에 의해 쉽게 경화되는 고감도 감광제인 PVA - 스틸바조륨염을 이용하여 광조사 후 경화되는 노광 시간을 줄일 수 있었으며, PVA - 스틸바조륨염 수용액에서 양전하 특성을 가지므로 첨가되는 조성물의 이온성을 고려하여 선택하였으며, 평균입도가 5㎛이하의 삼색 소립자 형광체를 이용하여 PVA - 스틸바조륨염과의 접착성을 높일 수 있었다.

또한, 형광막 형성후 형광막에 크롬 성분이 없으므로 환경오염에 영향이 없으며 발광 효율이 좋아 휘도가 상승하는 효과가 있었다.

Claims (4)

1. 칼라 음극선관의 형광막 형성 조성물에 있어서, 형광체에 폴리 비닐 알코올(PVA) - 스틸바조륨염으로된 감광제와, 비이온계 또는 양이온계의 계면활성제와, 전하를 띠지않는 접착제가 포함됨을 특징으로 하는 칼라 음극선관의 형광막 형성용 조성물.
2. 제 1 항에 있어서,

   형광체 표면이 SiO₂로 표면처리하여서 된 것임을 특징으로 하는 칼라 음극선관의 형광막 형성용 조성물.
3. 제 1 항에 있어서,

   계면활성제가 비이온계 계면활성제인 알킬이써(-CH₂CH₂O-)n 또는 양이온계 계면활성제인 4급 암모늄(P4NX) 여기서R : 알킬기, X : 할로겐 원소)중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관의 형광막 형성용 조성물.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   계면 활성제의 첨가량이 전체 중량의 2 ∼ 10% 인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관의 형광막 형성용 조성물.