KR20000075756A - 컬러 디스플레이 장치 제작 방법 및 컬러 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20000075756A
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아리에 알 반 두른
고데프리더스 피 반 메리스
Original Assignee
요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

디스플레이 장치는 포스포 패턴과 디스플레이 윈도우 사이의 컬러 필터 패턴을 포함한다. 블루의 경우에, 상기 컬러 필터 패턴의 두께(t)는 2.5 마이크로미터이상, 바람직하게는 5 - 7 마이크로미터 및/또는 레드의 경우에 상기 두께는 0.25 - 1.5 마이크로미터가 된다. 레드 및/또는 블루 컬러 필터 패턴은 비선형 광저항에 의해 제공된다. 이것은 향상된 콘트라스트(LCP)을 얻을 수 있게 해준다.

Description

컬러 디스플레이 장치 제작 방법 및 컬러 디스플레이 장치{Method of manufacturing a color display device and a color display device}
본 발명은 또한 디스플레이 윈도우, 포스포 패턴 및 상기 디스플레이 윈도우와 포스포 패턴 사이의 컬러 패턴을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
컬러 디스플레이 장치는 특히, 텔레비전 수상기 및 컴퓨터 모니터에 사용된다. 위에서 언급한 형태의 컬러 디스플레이 장치는 공지된 것이다. 상기 공지된 컬러 디스플레이 장치는 레드, 그린, 블루(이하에서 또한 "레드", "그린" 및 "블루" 포스포로 언급된다)의 발광하는 포스포 영역의 서브-패턴을 포함하는 포스포 패턴을 포함하고, 블랙 매트릭스를 더 포함한다. 블랙 매트릭스 층은 어패추어가 장착된 블랙층과 또는 기저의 블랙 스트립 시스템과 상기 포스포 패턴이 만들어지고 있는 포스포 영역 사이에, 상기 블랙 메트릭스 층은 디스플레이된 영상의 콘트라스트를 향상시킨다. 블랙 메트릭스는 어패추어가 장착된 블랙층과, 기판에서의 블랙 스트립 시스템이며, 부분적으로는 포스포 컬러가 있는 포스포 영역에 컬러화된 층(또는 컬러 필터 층이라고 언급하기도 함)을 수용한다. 컬러 필터 층은 관련 포스포에의해 방출된 빛의 파장을 제외한 파장의 입사광선을 흡수한다. 이 결과 입사 광선의 발산 반사가 감소되고, 디스플레이된 영상의 콘트라스트를 향상시킨다. 게다가, 컬러 필터 층(예컨대, "레드" 층)은 "레드" 포스포에 의해 방출된 방사의 일부, 다시말해 가시 스펙트럼의 레드 부분 바깥쪽에 파장을 갖는 부분을 흡수한다. 이것은 레드 포스포의 컬러 포인트를 향상시킨다. 공지된 컬러 디스플레이 장치는 각 포스포(레드, 그린 및 블루)에 대한 컬러 필터 층을 갖는다. 명확하게 하자면, "레드", "그린" 및 "블루" 컬러 필터는 "레드", "그린" 및 "블루" 각각의 광선에 대해 상대적으로 높은 전송을 갖는다는 것이 주지된다. 컬러 필터 층의 컬러 표시는 그들의 컬러를 나타내는 것이 아니고, 필터의 전송 특성값을 나타낸 것이다. 컬러 필터 층은 일루미네이션 처리에 의해 일반적으로 제공된다. 이러한 목적을 위해, 광저항이 제공되고 (UV)광선에 노출된다.
컬러 필터 패턴은 콘트라스트를 증가시킨다. 이것은 공지된 방법과 공지된 디스플레이 장치에서 콘트라스트의 이득은 불충분하다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 디스플레이 윈도우, 포스포 패턴 및 상기 디스플레이 윈도우와 상기 포스포 패턴 사이의 컬러 패턴을 포함하고, 컬러 필터 패턴은 일루미네이션 처리에 의해 제공되는 디스플레이 장치를 제작하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 디스플레이 관의 단면도.
도 2A는 컬러 필터 층이 제공되는 본 발명에 따른 디스플레이 튜브의 디스플레이 윈도우의 단면도.
도 2B는 본 발명에 따른 디스플레이 튜브에 대한 디스플레이 윈도우 도면.
도 3A 및 도 3B는 각각 공지된 방법에 따라 제작된 블루 컬러 필터 층의 두께 변화와 두께가 더 상세하고, 실제적으로 도시된 부분도와 평면도.
도 4A 및 도 4B는 각각 공지된 방법에 따라 제작된 블루 컬러 필터 층의 두께 변화와 두께가 더 상세하고, 실제적으로 도시된 부분도와 평면도.
도 5A 및 도 5B는 선형 및 비선형 저항의 동작을 도시한 도면.
도 6은 컬러 필터 패턴의 두께의 함수로써 콘트라스트 이득을 도시한 도면.
도 7은 도 6의 상세도.
도 8A에서 도 8C는 레드 컬러 필터 패턴에 대한 선형 및 비선형 저항 사이의 차이를 도시한 도면.
도면은 실제 크기로 그려진 것이 아니다. 도에서, 유사한 참조 번호는 일반적으로 유사한 부분을 언급한다.
본 발명의 목적은 콘트라스트를 향상시키는 방법과, 향상된 콘트라스트를 갖는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
이것을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 방법에 있어서, 컬러 필터 패턴은 비 선형 광저항이 사용되는 네가티브 리토그라피 처리에 의해 제공된다.
컬러 필터 층은 흡수 물질(피그먼트)을 포함한다. 블루 컬러 필터 패턴에서의 흡수 물질의 상대적으로 낮은 소멸 계수로 인하여, 상기 패턴의 두께는 상대적으로 크다. 선형 네가티브 리토그래픽 광저항이 사용될 때(예컨대, PVA/ADC 또는 PVA/SBQ 저항), 예컨대 블루 컬러 필터 물질이 그린 및/또는 블루 포스포 소자에 위치하게 되는 것과 같은 위험이 있다. 블루 컬러 필터 물질은 그린 및 레드 광선을 흡수하기 때문에, 이것은 콘트라스트를 감소시킨다. 공지된 방법으로, 최대의 사용 가능 블루 컬러 필터 패턴의 두께는 대략 2.0 - 2.5 마이크로미터다. 더 큰 두께에서, 위의 문제는 콘트라스트가 실질적으로 줄어들게 되므로, 더욱 악화된다. 위에서 언급하고 있는 본 발명에서의 포지티브한 영향은 또한 다른 컬러 필터 패턴과 함께 발생한다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 비 선형 저항이 사용된다. 이에 따라, 서로 다른 컬러의 포스포 소자의 위치에서 컬러 필터 물질의 고착은 더 효과적으로 제거 될 수 있다. 또 다른 유리한 점은 컬러 필터 패턴의 두께(어떤 컬러에 상관없이)는 변화를 덜 보인다. 이것은 콘트라스트에 있어 포지티브 효과를 갖는다.
블루 컬러 필터 패턴은 바람직하게 4 마이크로미터보다 두껍고 바람직하게는 대략 6 마이크로미터(예컨대, 5에서 7 마이크로미터의 범위)가 된다.
본 발명은 또한 컬러 필터 패턴의 두께의 함수로써, 콘트라스트에서의 이득이 변하고, 최상값을 나타내는 것을 실현하는 것에 기초한다. 블루 컬러 필터 패턴의 경우에, 최상은 4 마이크로미터 이상의 값에서 발생한다. 디스플레이 장치는 본 발명에 따라 4 마이크로미터 이상의 두께, 바람직하게는 5에서 7마이크로미터의 범위의 두께를 갖는 블루 컬러 필터 패턴을 갖는다.
레드 컬러 필터 패턴을 갖는 디스플레이 장치의 경우에, 레드 컬러 필터 패턴의 두께는 바람직하게는 0.25 에서 1.5 마이크로미터 사이에 있다. 범위에서, 콘트라스트에서 이득이 얻어진다. 바람직하게, 레드 컬러 필터 패턴의 두께는 대략 0.25에서 0.37 마이크로미터 사이의 범위에 있거나, 0.45에서 대략 0.60 마이크로미터 사이의 범위에 있다. 콘트라스트에서 이득은 이러한 두께에서 최대를 나타낸다.
"두께"라는 용어는 본 발명의 범주 내에서 사용하고 있는 것으로, 포스포 소자 밑의 컬러 필터의 평균 두께를 나타낸 것이다.
본 발명의 이러한 또는 다른 측면은 이하에 기술된 실시예를 참조로부터 설명되고 명확해질 것이다.
컬러 디스플레이 튜브(1)(도 1)는 디스플레이 윈도우(3), 콘 포션(4) 및 넥(5)을 포함하는 진공 엔벨로프(2)를 포함한다. 상기 넥(5)은 세 개의 전자 빔(7, 8, 9)을 생성하는 전자총(6)을 수용한다. 디스플레이 스크린(10)은 디스플레이 윈도우의 내부 표면에 위치된다. 상기 디스플레이 스크린(10)은 레드, 그린, 블루 빛을 내는 포스포 소자의 포스포 패턴을 포함한다. 디스플레이 스크린(10)에서, 전자 빔(7, 8, 9)은 디플렉션 유닛(11)에 의해 디스플레이 스크린(10)에 걸쳐 편향되고, 디스플레이 윈도우(3) 앞에 정열된 쇼 마스크(12)를 통과하는데, 상기 새도우 마스크(12)는 어패추어를 갖는 얇은 판을 포함한다. 상기 새도우 마스크는 지연 수단(14)을 이용해 디스플레이 윈도우에서 지연된다. 세 전자빔(7, 8, 9)은 각각에 대해 작은 각도로 새도우 마스크의 어패추어(13)을 통과하고, 각 전자빔은 한 컬러의 포스포 소자에 대해서만 충돌하게 된다.
도 2A와 2B는 여러 층의 위치와 상대적인 두께를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2A는 본 발명에 따른 컬러 음극선관의 디스플레이 윈도우의 단면을 도시한 것이다. 도 2B는 도 2A에 도시된 디스플레이 윈도우를 도시한 것이다. 디스플레이 윈도우의 내부 표면은 블랙 매트릭스(21)가 장착된다. 컬러 필터 층(22)은 포스포 소자 R(레드)에 걸친 어패추어(23R)와 포스포 소자B(블루), G(그린)에 대한 어패추어(23B, 23G)만 제외하고. 어패추어(23B)에서, 컬러 필터 층 영역(24B)이 제공된다. 컬러 필터 층 영역(24B)은 블랙 매트릭스 위로 돌출된다. 여기의 예에서, 컬러 필터 층(24B)의의 두께 t2는 4 마이크로미터 이상이고, 바람직하게는 대략 6마이크로미터이다. 어패추어(23R, 23G, 23B)위에는 포스포(25R, 25G, 25B)가 제공되며, 컬러 필터층은 포스포와 기저 사이에 연장된다.
도 3A 및 3B는 각각 더 상세하고 더 실제적인 블루 컬러 필터 층의 두께 변화와 두께의 단면 및 평면을 도시한 것이다. 상기 도면에 도시되는 블루 컬러 필터 층은 선형 저항에 의해 제공된다. 선형 저항의 예는 PVA/ADC(폴리비닐알코올/암모니음다이크로메이트) 및 PVA/SBQ(폴리비닐알코올/스필바졸쿼티나이즈)시스템을 포함한다. 두께 t2는 대략 2.5마이크로미터이다. 도 3B에서, 여러 두께 라인이 대략 도시된다. 어패추어(23R, 23G)는 부분적으로 블루 컬러 필터의 얇은 층을 포함한다. 그렇지만, 블루 컬러 필터 물질은 그린 및 레드 광선을 흡수한다. 이것은 바람작하지 못한데, 광 강도를 줄이기 때문이다. 콘트라스트는 색 차를 야기한다. 컬러 필터 층의 두께가 증가함에 따라 블루 컬러 필터 물질이 컬러 필터 층 아래에 위치되는 위험도도 증가한다. 본 발명의 범주내에서, 공지된 방법은, 실제로 두께 t2는 대략 2.5 마이크로미터로 제한된다는 것을 알 수 있다.
도 3A와 3B는 또한 블루 컬러 필터의 두께 t2가 어패추어(23B)위의 변화를 나타내는 것을 도시한다. 이것은 콘트라스트 이득을 감소시킨다.
도 4A와 4B는 각각, 각각 공지된 방법에 따라 제작된 블루 컬러 필터 층의 두께 변화와 두께가 더 상세하고, 실제적으로 도시된 부분도와 평면도를 도시한 것으로, 위의 도에서 도시되고 있는 블루 컬러 필터 층은 비선형 저항에 의해 제공된다. 비선형 저항의 예는 PAD/DAB(폴리(아크리라미디-다이아세토니크리라미드))/다이아시도스틸벤젠다이벤젤라세톤),(Poly(AcrylamideDiacetoneacrylamide))/DiAzidostilbenzene diBenzalacetone), PVP(폴리비닐 피롤리돈)(PolyVinyl Pyrrrolidone)/올리고아사이드(Oligoazide)(예컨대 일본, 토요 고시이 코교사의 AS-98), PVP/DAB, PVP/PVA/DAB, PVP/DAS 및 PVP/PVA/DAS 시스템을 포함한다. 컬러 필터 층에서의 블루 피그먼트에 있어서, 코발트 알루미네이트가 사용된다. 저항의 비선형 특성으로 인해, 컬러 필터 패턴은 직사각형 형태에 더 유사하게 되며, 횡단면에서 볼 때, 어패추어(23B)에 걸친 두께는 쉽게 변하지 않는다. 어패추어(23R) 및/또는 (23G)에 고착되는 블루 컬러 필터 물질의 위험도는 실제로 줄어들게 된다. 결과적으로, 콘트라스트는 향상되고, 두꺼운(다시말해, 두께가 4 마이크로미터 이상되는) 블루 컬러 필터 층이 사용될 수 있고, 바람직하게는 대략 6 마이크로미터 정도의 두께가 된다.
도 5A와 5B는 선형 저항(도 5A)과 비선형 저항(도 5B)의 동작을 도시한 것이다. 선형 광 저항의 경우에, 교체 저항성(crosslinking)이 각 강도에서 발생한다. 도 5A와 도 5B의 상부는 광 저항의 광 입사 강도를 개략적으로 나타낸 것이고, 하부는 발생되는 광저항의 부분을 나타낸 것이다. 광 저항은 소위 교체 저항성에 의해 발생된다. 도 5A에서의 교체 저항성의 정도는 대략 광 저항의 입사광(UV)의 강도 I에 선형적으로 따른다. 결과적으로, 상대적으로 낮은 강도에서 일어날 때, 교체 저항성의 특정 정도는 강도의 피크값 사이에서 발생한다. 이로 인해서, 컬러 필터 층의 두께는 변하게 된다. 비선형 저항이 사용되었을 때(도 5B), 교체 저항성은 강도에 더 많이 따르게 되는데, 즉 특정한 강도 It의 크로스링크 이하에서는 거의 일어나지 않고, 반면, 상기 강도 이상에서는 실제적으로 완전한 크로스링크가 일어난다. 비 선형 저항의 경우에, 두 개의 리액션, 즉, 입사광에 의해, 교체 저항성이 가능한 성분은 형성되는 첫번째 반작용과, 일반적으로 산소가 사용된 반작용의 결과 상기 성분의 크로스링크가 제외된 두 번째 반작용이 일어난다. 적은 강도에서는 효과적으로 교체저항성되지 않는다. 임계치 이상의 광 강도에서, 상기 성분은 산소가 있어서 크로스링크를 방해할 수 없는 많은 수로 형성된다. 효과적인 크로스링크가 되는가 되지 않는가 하는 것은 잘 정의되어 있다. 결과적으로, 광저항의 발생된 부분의 에지는 더 정확하게 정의되고, 두께에는 별 변화가 일어나지 않는다.
도 6은 컬러 필터 패턴의 두께의 함수로써 콘트라스트 이득을 도시한 것이다.
도 6은 블루 컬러 필터 패턴(라인61)의 두께와 레드 컬러 필터 패턴(라인62)의 두께의 함수로써, 콘트라스트(%로) 이득을 도시한 것이다. 상기 예에서, 블루 컬러 필터 패턴은 코발트 블루를 포함하고, 레드 컬러 필터 패턴은 헤마티테(hematite)를 포함한다. 두개의 라인의 최대값을 나타내는데, 다시말해 라인61에 대해서는 대략 6마이크로미터가 라인 62에 대해서는 대략 0.6마이크로미터를 나타낸다. 필터층으로 인한 장점을 최대한 이용하기 위해, 블루 컬러 필터 패턴의 두께는 바람직하게 4 마이크로미터를 넘게 된다(예컨대, 5에서 7마이크로미터 사이). 바람직하게, 레드 컬러 필터 패턴의 두께는 0.25와 1.5 마이크로미터사이의 범위에 있다.
도 7은 도 6의 상세도인데, 여기서 콘트라스트의 이득(LCP)은 1 마이크로미터 이하의 층 두께(t2)에 대한 층 두께의 함수로써 도시된다. 바람직하게, 레드 컬러 필터 패턴의 두께는 대략 0.25 에서 0.37 마이크로미터 또는 대략 0.47에서 0.60 마이크로미터 사이에 있게 된다. 이러한 두께에서, 콘트라스트 이득은 최상을 나타내며, 바람직하게 간섭 효과가 나타난다.
최상값은 별개로 하고, 그래프는 또한 컬러 필터 층의 두께에서의 차이는 콘트라스트의 이득에 차이를 야기한다는 것을 보여준다. 이러한 차이는 일반적으로, 바람직하지 못한데, 왜냐면, 색차를 야기하고, 색 지점의 이동을 야기하기 때문이다. 결과적으로, 비-선형 광저항을 사용하는 것은 각 두께에 대해 유리한 점을 제공하고, 컬러 필터 패턴의 색과 레드 및 블루 컬러 필터 패턴 둘 다에 대한 장점을 제공한다. 위에서 언급한 장점은 별개로 하고, 레드 컬러 필터 패턴에 대한 비 선형 저항의 사용은 컬러 필터 층의 레드 피그먼트에 의한 UV 광의 일반적으로 높은 흡수율로 인해, 공지된 선형 저항은 0.10 에서 0.15 마이크로미터 순의 두께를 갖는 층을 제작하는 데에만 사용될 수 있다. 상기 매우 높은 흡수율로 인해, 강도는 광 저항의 두께에 걸쳐 빠르게 감소한다. 결과적으로, 층 두께가 매우 크다면, 광 저항 층의 낮은 부분에서 발생하는 크로스링크의 정도는 매우 작아서, 불충분한 크로스링크가 발생하게 되어, 컬러 필터 스트립의 에지 또는 아일랜드가 단절되게 된다. 이러한 "단절 애지"는 분리되어 분리된 부분은 음극선 관에서 실패를 야기하게 된다. 비 선형 저항을 사용함으로써 이러한 문제가 부분적으로나, 전체적으로 해결된다. 바람직하게는 , 레드 컬러 필터에 있어서, 높은 분자 문게(106g/몰 이상 ), 바람직하게는 1.5 이상의 아크리라미드/다이세토마이드 율을 갖는 PAD(폴리 아크릴, 다이아세토마이드)를 포함하는 비선형 저항이 사용된다.
도 8A에서 도 8C는 PVA/SBQ 선형 저항(도 8A)과, PVA/ADC선형 저항(도 8B) 및 PAD/DAB 비선형 저항에 대한 레드 필터 패턴을 도시한 것이다. 도 8A 와 8B는 선형 저항에 있어서, 컬러 필터 스트립의 에지가 레깅(ragged)되고, 도 8C에 도시된 에지는 정확하게 정해진다. 블루 컬러 필터 패턴에 있어서는, 매우 큰 패턴이 무게 율이 대략 다음 즉,
PVP/PVA = 5-8
PVP/DAB = 6-12
블루 피그먼트(예컨대, 코발트 알루미네이트)/PVB = 4 - 9 에
따른 PVP/PVA/DAB를 사용하여 얻어진다.
본 발명은 다음과 같이 요약된다. 디스플레이 장치는 포스포 패턴과 디스플레이 윈도우 사이의 컬러 필터 패턴을 포함한다. 블루의 경우에, 상기 컬러 ??터 패턴의 두께는 2.5 마이크로미터이상이며, 바람직하게는, 5-7마이크로미터 및/또는 레드의 경우에는, 두께는 0.25 - 1. 5 마이크로미터이다. 레드 및/또는 블루 컬러 필터 패턴은 비 선형 광저항에 의해 제공된다. 이것은 향상된 콘트라스트(LCP_가 달성될 수 있게 한다.
본 발명은 위의 예로 제한되는 것이 아님은 자명하다. 예컨대, 도 1에 고전 형태 컬러 음극선관이 도시된다. 본 발명의 범주내에서, "컬러 디스플레이 장치"라는 용어는 기판에 세 가지 컬러로 발광하는 포스포의 패턴을 포함하는 임의의 디스플레이 장치로써 널리 해석된다. 플라즈마 디스플레이와 같이 여러 형태의 플랫 디스플레이 장치는 컬러 디스플레이 장치이다.

Claims (9)

  1. 디스플레이 윈도우, 포스포 패턴 및 상기 디스플레이 윈도우와 상기 포스포 패턴 사이의 컬러 필터 패턴을 포함하는 디스플레이 장치를 제작하는 방법으로서, 상기 컬러 필터 패턴은 일루미네이션 처리에 의해 제공되는, 디스플레이 장치를 제작하는 방법에 있어서,
    컬러 필터 패턴은 비선형 광저항이 사용되는 네가티브 리토그래피에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치를 제작하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 블루 컬러 필터 패턴이 제공되는 것을 특징으로 하는 디스 플레이 장치를 제작하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 블루 컬러 필터 패턴의 두께는 2.5마이크로미터 이상인 것을 특징으로 하는, 디스 플레이 장치를 제작하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 레드 컬러 필터 패턴이 제공되는 것을 특징으로 하는, 디스 플레이 장치를 제작하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 레드 컬러 필터 패턴의 두께는 0.25마이크로미터 이상인 것을 특징으로 하는, 디스 플레이 장치를 제작하는 방법.
  6. 디스플레이 윈도우, 포스포 패턴과 상기 디스플레이 윈도우와 상기 포스포 패턴 사이의 컬러 필터 패턴을 포함하는 디스플레이 장치에 있어서, 상기 컬러 필터 패턴은 두께가 4 마이크로미터 이상을 갖는 블루 컬러 필터 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 블루 컬러 필터 패턴의 상기 두께는 5에서 7 마이크로미터 사이의 범위에 있는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  8. 디스플레이 윈도우, 포스포 패턴과 상기 디스플레이 윈도우와 상기 포스포 패턴사이의 컬러 필터 패턴을 포함하는 디스플레이 장치에 있어서, 상기 컬러 필터 패턴은 두께가 대략 0.25에서 1.5 마이크로미터 사이의 범위에 있는 블루 컬러 필터 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 레드 컬러 필터 패턴의 두께는 대략 0.25에서 대략 0.37 마이크로미터 사이의 범위나, 또는 대략 0.47에서 대략 0.60 마이크로미터 사이의 범위에 있는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
KR1019997007827A 1997-12-29 1998-12-14 컬러 디스플레이 장치 제작 방법 및 컬러 디스플레이 장치 KR20000075756A (ko)

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