KR20000074915A - 칼라음극선관의 형광막 형성방법 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 선택투과특성 향상을 위한 필터층과, 화소를 이루는 형광체층의 형성방법을 개선하여 형광막의 커팅성을 좋게 함으로써 광흡수층을 형성하지 않고도 우수한 휘도 특성, 콘트라스트 특성 및 색재현성을 구현하도록 한 칼라음극선관의 형광막 형성방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 패널 내면에 적, 녹, 청 중 어느 하나의 색상에 부합되는 안료를 포함한 감광성 수지액을 이용하여 감광성 수지막을 도포하는 단계와, 감광성 수지막이 미건조된 상태에서 그 상면에 안료의 색상과 동색 계열의 형광체를 분말상태로 분사하는 단계와, 감광성 수지막 및 형광체가 완전 건조된 상태에서 원하는 위치를 노광하는 단계와, 미노광 부위를 현상하여 원하는 위치에 적, 녹, 청 중 어느 하나의 필터층 및 형광체층을 동시에 형성하는 단계와, 제 1 단계로 피드백되어 제 4 단계까지 순차적으로 수행하면서 3색 필터층 및 3색 형광체층을 형성하는 단계로 형광막을 형성하는 것이다.

Description

칼라음극선관의 형광막 형성방법{Method manufacturing phosphor layer of color CRT}

본 발명은 칼라음극선관의 형광막에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선택투과특성 향상을 위한 필터층과, 화소를 이루는 형광체층의 형성방법을 개선하여 형광막의 커팅성을 좋게 함으로써 광흡수층을 형성하지 않고도 우수한 휘도 특성, 콘트라스트 특성 및 색재현성을 구현하도록 한 칼라음극선관의 형광막 형성방법에 관한 것이다.

주지와 같이, 칼라음극선관은 텔레비젼 수상기를 비롯하여 오실로스코우프나 레이다의 관측용 등으로 가장 널리 사용되는 표시장치이다.

이러한 칼라음극선관은 전기적인 신호로 수신된 영상정보를 형광막을 통해 시각정보로 변환시켜주는 기기이다.

즉, 패널 내측에 위치된 형광막을 후면의 활성화된 전자빔이 타격하여 가시광을 발생시키고, 이 가시광이 패널의 전면으로 출사되어 칼라영상을 인식하게 되는데, 우수한 영상을 구현하기 위하여 많은 노력들을 기울이고 있다.

도 1은 칼라영상 구현을 위한 종래 칼라음극선관의 형광막을 도시한 것으로, 패널(1) 내면으로부터 외부광 흡수층인 블랙매트릭스(2), 광의 선택투과 특성 향상을 위한 3색 필터층(3R)(3G)(3B), 화소를 이루는 3색 형광체층(4R)(4G)(4B), 형광막 타격후 후면으로 반사된 광 및 난반사 광을 재반사시켜주는 금속 반사막(5)의 순으로 구성된다.

이러한 형광막은 통상 슬러리법에 의해 형성되는데, 이를 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 패널(1) 내면을 가성소다와 불산으로 세척한 후 회전 도포법에 의해 피에이디(PAD)+아지드(Azide)계로 된 포토레지스트를 도포·건조하고 고압수은등을 이용하여 적색, 녹색, 청색 위치를 노광하면 이 위치의 포토레지스트는 광경화되어 불용성이 되며, 이를 3∼5㎏f/㎡의 현상압을 가지는 순수로써 현상한 후 흑연을 도포·건조하고 산화제 수용액 등의 에칭액으로 에칭하면 광흡수층인 블랙매트릭스(2)가 형성된다.

다음으로, 블랙매트릭스(2)가 형성된 패널(1) 내면에 코발트블루 등의 청색안료, 분산제, 폴리비닐알코올(PVA)과 중크롬산나트륨계 감광제를 포함하는 청필터슬러리(3b)를 회전 도포·건조한 후 고압수은등(6)을 이용하여 청색 위치를 노광하여 이 위치를 광경화시킴으로써 불용성으로 만든 후 3∼5㎏f/㎡의 현상압을 가지는 순수로써 현상하여 청 필터층(3B)을 형성한다.

마지막으로, 청 필터층(3B)이 형성된 패널(1) 내면에 청색형광체, 폴리비닐알코올(PVA), 중크롬산나트륨계 감광제를 포함하는 청형광체슬러리(4b)를 도포·건조한 후 고압수은등(6)을 이용하여 노광하고 1∼4㎏f/㎡의 현상압을 가지는 순수로써 현상·건조하여 청 형광체층(4B)을 형성한다.

나머지 적, 녹 필터층(3R)(3G)과 적, 녹 형광체층(4R)(4G)도 상기한 청 필터층(3B)과 청 형광체층(4B)의 형성방법과 동일한 방법으로 동색별로 동일 위치에 형성하면 된다.

이후, 형광막 타격 후 후면으로 반사된 광 및 난반사 광을 재반사시켜 스크린의 휘도특성을 향상시키기 위한 금속반사막(5)을 형성하는데, 3색 형광체층(4R)(4G)(4B)이 형성된 패널(1) 내면에 금속반사막(5)을 평활하게 형성하기 위하여 먼저 유기필름막을 형성한 후 알루미늄을 진공 증착시켜 금속반사막(5)을 평활하게 형성하고, 450℃ 정도의 고온하에서 유기필름막을 열분해시켜 제거하면 형광막이 완성된다.

상기와 같은 형광막에서 3색 형광체층(4R)(4G)(4B)은 전자빔의 타격에 의해 고유의 스펙트럼 영역에서 발광함으로써 칼라영상을 구현하는 것이므로 우수한 색순도 구현을 위해서는 각 색의 구분이 명확해야 되며, 이를 위해 각 색의 사이에 블랙매트릭스(2)를 위치시킨 것이다.

즉, 블랙매트릭스(2)는 각 색의 사이에서 입사되는 전자빔을 흡수하여 이 부분에서 발광이 일어나지 못하게 함으로써 전체적으로 색순도를 향상시킬 수 있는 것이다.

그런데, 스크린의 색순도 특성을 향상시키기 위하여 각 색의 사이에 블랙매트릭스를 형성하여 이 부분으로 입사되는 전자빔을 흡수하는 것은 결과적으로 전자빔이 블랙매트릭스에 흡수되어 손실되는 것을 의미하며, 이와 같이 전자빔이 손실되면 음극선관의 입력량이 증가되고 수명이 단축됨은 자명하다.

또한, 블랙매트릭스가 차지하는 공간으로 인하여 3색 형광체의 발광면적이 줄어듦은 물론 3색 필터의 선택적 투과 및 흡수 특성이 저하되어 전체적으로 휘도, 콘트라스트, 색재현성을 저하시키게 된다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 원칙적으로 블랙매트릭스가 없는 형광막이 바람직하나 일반적인 슬러리법에 의해 블랙매트릭스가 없는 형광막을 형성할 경우에는 3색 형광체 슬러리나 3색 필터 슬러리에 포함되어 있는 감광제 성분에 의해 3색 형광체층 및 3색 필터층의 총 두께가 두껍게 형성되어 각 형광체층 커팅성이 나빠지며, 이로 인해 원하는 색순도 특성을 구현할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 형광막 형성방법을 개선하여 블랙매트릭스가 없는 형광막을 형성함으로써 전자빔의 손실을 최소화하는 칼라음극선관의 형광막 형성방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

다른 견지로는, 블랙매트릭스 형성에 소요되는 공정수를 줄여 형광막의 형성공정을 단순화함과 아울러 제조원가를 절감하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 칼라음극선관의 형광막 구성도이고,

도 2는 종래 칼라음극선관의 형광막 형성공정도이고,

도 3은 본 발명에 따른 칼라음극선관의 형광막 구성도이고,

도 4는 본 발명에 따른 칼라음극선관의 형광막 형성공정도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 패널 3R : 적 필터층

3G : 녹 필터층 3B : 청 필터층

3b : 청색 감광성 수지막 4R : 적 형광체층

4G : 녹 형광체층 4B : 청 형광체층

4b' : 청색 형광체 5 : 금속 반사막

6 : 고압수은등 7 : 건(Gun)

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼라음극선관의 형광막 형성방법은, 패널 내면에 광 선택투과를 위한 3색 필터층과, 화소를 이루는 3색 형광체층과, 형광막 타격 후 후면으로 반사된 광 및 난반사 광을 재반사시키기 위한 금속반사막을 순차적으로 형성하는 칼라음극선관의 형성방법에 있어서: (1) 상기 패널 내면에 적, 녹, 청 중 어느 하나의 색상에 부합되는 안료를 포함한 감광성 수지액을 이용하여 감광성 수지막을 도포하는 제 1 단계; (2) 상기 감광성 수지막이 미건조된 상태에서 그 상면에 상기 안료의 색상과 동색 계열의 형광체를 분말상태로 분사하는 제 2 단계; (3) 상기 감광성 수지막 및 상기 형광체가 완전 건조된 상태에서 원하는 위치를 노광하는 제 3 단계; 및 (4) 미노광 부위를 현상하여 원하는 위치에 적, 녹, 청 중 어느 하나의 필터층 및 형광체층을 동시에 형성하는 제 4 단계를 포함하며; 상기 제 1 단계로 피드백되어 상기 제 4 단계까지 순차적으로 수행하면서 3색 필터층 및 3색 형광체층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 감광성 수지액에는 안료 5∼30wt%, 바인더 3∼10wt%, 감광제 0.5∼3wt%, 및 분산제 0.01∼1.0wt%가 포함된 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 감광성 수지액에는 평균 입경이 0.02∼0.1㎛인 안료가 첨가되는 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 감광제는 PVA-SDC계, PVA-ADC계, PVA-SBQ계, PAD-Azide계 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 형광체로는 평균 입경이 3.0∼10㎛인 형광체가 사용되는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 형광체는 마찰 전기를 일으키는 건(Gun)에 의해 분사되는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 감광성 수지막은 0.5∼5㎛의 두께로 형성되며, 상기 필터층 및 상기 형광체층은 총 10∼15㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 패널로는 광투과율이 30∼85%인 글래스를 사용하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면, 3색 필터층 및 3색 형광체층을 포함한 형광막의 총 두께가 매우 얇아져 각 형광체층의 커팅성이 좋아지므로 블랙매트릭스 없는 형광막을 구현할 수 있다.

그 결과, 블랙매트릭스에 의한 전자빔의 손실이 없어지므로 입력량이 줆은 물론 음극선관의 수명이 연장되며, 블랙매트릭스 형성공정을 줄일 수 있으므로 작업성 및 생산성이 향상되고, 제조원가가 절감되는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 칼라음극선관의 형광막 형성방법의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 설명에 사용되는 도면에 있어서, 도 1 및 도 2와 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

본 실시예에 따른 칼라음극선관의 형광막 구조는 도 3과 같이 패널(1) 내면에 3색 필터층(3R)(3G)(3B), 3색 형광체층(4R)(4G)(4B), 금속 반사막(5)의 순으로 형성되어 있으며, 3색 형광체층(4R)(4G)(4B)은 3색 필터층((3R)(3G)(3B)에 일부가 침투되어 있다.

즉, 종래 구조에서 블랙매트릭스(2)를 없앤 것인데, 전술한 바와 같이 블랙매트릭스(2)는 입사되는 전자빔을 흡수하여 전자빔의 손실을 유발하며, 블랙매트릭스(2)가 차지하는 공간으로 인하여 각 형광체층(4R)(4G)(4B)의 발광면적이 줆은 물론 각 필터층(3R)(3G)(3B)의 선택 투과 및 흡수 특성이 저하되는 바, 각 막의 커팅성만 양호하게 구현할 수 있으면 형광막에서 블랙매트릭스(2)를 없앨 수 있으며, 따라서 각 막의 커팅성을 양호하게 구현할 수 있는 방법이 필요한 것이다.

도 4는 상기한 바와 같은 블랙매트릭스(2) 없는 형광막을 형성하는 공정을 나타낸 것으로, 먼저 세정이 끝난 패널(1) 내면에 청색 안료(형성 순서는 상관없으며, 청색을 예로 한 것임)가 포함된 감광성 수지액을 도포하여 감광성 수지막(3b)을 형성한다.

이때, 감광성 수지액에는 평균 입경이 0.02∼0.1㎛인 청색 안료를 첨가하며, 이러한 청색 안료 이외에 분산제, PVA-SDC계 또는 PVA-ADC계 또는 PVA-SBQ계 또는 PAD-Azide계 중 하나의 감광제, 그리고 접착을 위한 바인더를 첨가하는데, 그 조성비는 청색 안료 5∼30wt%, 바인더 3∼10wt%, 감광제 0.5∼3wt%, 및 분산제 0.01∼1.0wt% 정도가 되며, 나머지는 순수가 차지한다.

이러한 감광성 수지액을 액점도 5cp∼50cp/25℃의 상태에서 100∼400rpm의 회전 속도로 패널(1) 내면에 회전 도포하는 것이다.

이후, 상기 감광성 수지막(3b)이 건조되기 전 상태에서 청색 형광체(4b')를 분말 상태로 그 상부에 분사하게 되는데, 여기에 사용되는 청색 형광체(4b')는 평균 입경이 3.0∼10㎛ 정도이며, 이 청색 형광체(4b') 분말이 서로 엉기지 않도록 마찰 전기를 일으키는 건(Gun)(7)을 사용하여 분사하게 된다.

그러면, 청색 형광체(4b')의 일부가 미건조된 감광성 수지막(3b)에 침투하는 상태가 되며, 이런 상태에서 히터를 이용하여 완전 건조한 후 고압수은등(6)을 이용하여 자외선으로 청색 위치를 노광하여 이 부분을 광경화시키고, 2∼5kgf/㎡의 현상압을 갖는 순수로써 현상하면 청 필터층(3B) 및 청 형광체층(4B)이 동시에 형성된다.

또한, 상기한 순서를 반복하면 3색 필터층(3R)(3G)(3B) 및 3색 형광체층(4R)(4G)(4B)을 얻을 수 있으며, 이후의 과정은 종래와 동일하다.

이때, 3색 필터층(3R)(3G)(3B) 및 3색 형광체층(4R)(4G)(4B)은 전자빔 여유도를 향상시키기 위하여 전자빔에 의한 발광 면적과 동일하거나 약간 큰 크기로 형성함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 형광막에서는 감광제를 포함한 감광성 수지막의 두께가 0.5∼5㎛ 정도로 나타나지만 형광체 분말이 감광성 수지막이 미건조된 상태에서 그 상부에 분사된 것이므로 그 일부가 감광성 수지막에 침투되어 전체 막두께는 10∼15㎛ 정도로 형성할 수 있으며, 이에 따라 노광후 현상시 형성되는 막의 경계부 영역이 작아지므로 커팅성이 좋은 형광막을 형성할 수 있다.

이에 반해, 종래 구조의 형광막은 각 슬러리에 포함되어 있는 감광제에 의해 전체적인 막두께가 20∼30㎛ 정도로 나타나므로 감광시 큰 형광체 입자와 막두께에 의해 커팅성이 거칠어짐은 전술한 바 있으며, 이로 인해 종래 구조에서는 전자빔의 손실을 감수하면서도 블랙매트릭스를 형성할 수밖에 없었다.

이러한 결과에서 본 발명은 종래 대비 약 3배의 양호한 커팅성을 구현할 수 있으므로 형광막에서 블랙매트릭스(2)를 없앨 수 있으며, 이를 통해 전자빔의 손실을 최소화할 수 있음은 물론 각 형광체층(4R)(4G)(4B)의 발광면적 및 각 필터층(3R)(3G)(3B)의 선택 투과/흡수 특성을 극대화할 수 있는 것이다.

한편, 상기한 형광막이 형성되는 패널(1)은 콘트라스트 및 휘도 특성을 감안하여 그 광투과율을 30∼85%의 범위에서 조정할 수 있는데, 만일 30% 이하인 것을 사용할 경우에는 콘트라스트 특성은 크게 향상되나 휘도 저하가 심하게 발생되며, 85% 이상인 것을 사용할 경우에는 패널(1)의 광투과율이 너무 높아 휘도 특성은 크게 상승하나 콘트라스트 특성이 크게 저하되므로 콘트라스트 특성 및 휘도 특성을 감안한 최적의 광투과율을 설정함이 바람직하다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 것은, 본 발명은 형광막에서 블랙매트릭스를 없앨 수 있으므로 전자빔의 손실이 최소화되어 입력량이 줆에 따라 소비전력을 절감함은 물론 음극선관의 수명을 연장할 수 있으며, 각 형광체층의 발광면적이 증가되고 각 필터층의 선택 투과/흡수 특성이 향상되어 우수한 휘도, 콘트라스트, 색재현성을 구현할 수 있다.

또한, 블랙매트릭스 형성공정을 줄일 수 있으므로 형광막 형성공정이 단순화되어 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있으며, 제조원가가 절감되는 효과가 있다는 것이다.

Claims (8)

1. 패널 내면에 광 선택투과를 위한 3색 필터층과, 화소를 이루는 3색 형광체층과, 후면으로 반사된 광 및 난반사 광을 재반사시키기 위한 금속반사막을 순차적으로 형성하는 칼라음극선관의 형광막 형성방법에 있어서:

   (1) 상기 패널 내면에 적, 녹, 청 중 어느 하나의 색상에 부합되는 안료를 포함한 감광성 수지액을 이용하여 감광성 수지막을 도포하는 제 1 단계;

   (2) 상기 감광성 수지막이 미건조된 상태에서 그 상면에 상기 안료의 색상과 동색 계열의 형광체를 분말상태로 분사하는 제 2 단계;

   (3) 상기 감광성 수지막 및 상기 형광체가 완전 건조된 상태에서 원하는 위치를 노광하는 제 3 단계; 및

   (4) 미노광 부위를 현상하여 원하는 위치에 적, 녹, 청 중 어느 하나의 필터층 및 형광체층을 동시에 형성하는 제 4 단계를 포함하며;

   상기 제 1 단계로 피드백되어 상기 제 4 단계까지 순차적으로 수행하면서 3색 필터층 및 3색 형광체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 감광성 수지액에는 안료 5∼30wt%, 바인더 3∼10wt%, 감광제 0.5∼3wt%, 및 분산제 0.01∼1.0wt%가 포함된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 형성방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 감광성 수지액에는 평균 입경이 0.02∼0.1㎛인 안료가 첨가되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 형성방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 감광제는 PVA-SDC계, PVA-ADC계, PVA-SBQ계, PAD-Azide계 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 형성방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 형광체로는 평균 입경이 3.0∼10㎛인 형광체가 사용되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 형성방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 형광체는 마찰 전기를 일으키는 건(Gun)에 의해 분사되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 형성방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 감광성 수지막은 0.5∼5㎛의 두께로 형성되며,

   상기 필터층 및 상기 형광체층은 총 10∼15㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 형성방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 패널로는 광투과율이 30∼85%인 글래스를 사용하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 형광막 형성방법.