KR20010028958A - 칼라음극선관의 형광막 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라음극선관의 형광막 형성방법에 관한 것으로서, 형광막의 비유효부에서 열분해 공정시 개스가 발생됨으로 인한 알루미늄층의 부풀음 현상과 이에 따른 작업공정시의 불량을 감소시키고 형광막에서의 색순도를 개선할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 본발명은 화상이 구현되는 스크린 유효부 및 그 외곽을 이루는 비유효부로 구분되는 패널의 내측면에, 외부광을 흡수하는 블랙매트릭스, 패널 유효부에서 화소를 이루는 적/녹/청색의 형광체, 금속 반사막이 순차적으로 형성되는 형광막의 형성공정에 있어서: 상기 형광체는 패널 비유효부를 포함하는 영역에 형성된 후 광 투과부가 상기 비유효부와 대응되는 영역까지 형성된 노광마스크에 의해 패턴 형성되는 것으로서,

이에 따라, 노광된 형광체가 스크린 비유효부에 남게되어 알루미늄층에 기공을 형성시켜 열분해 공정시 발생된 개스를 외부로 방출시키게 된다는 이점이 있다.

Description

칼라음극선관의 형광막 형성방법{Form methode of phosphor layer for color lay tube}

본 발명은 칼라음극선관의 형광막 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형광막 형성공정시 스크린 비유효부에서 주로 발생되는 알루미늄층의 부풀음 불량을 감소시키고 이를 통해 형광화소의 색순도를 향상시키기 위한 형광막의 형성방법을 제공하는데 목적이 있다.

일반적으로 칼라영상을 표시하기 위한 칼라 음극선관(CRT)에 있어서, 형광면은 전기적인 신호로 수신된 영상정보를 시각정보로 변환시켜 주는 전광소자인 광의 3원색 발광 스펙트럼을 갖는 적(R), 녹(G), 청(B)색 형광체 화소들과 광흡수성 물질인 흑연(Graphite), 그리고 휘도향상을 목적으로 형성되는 알루미늄 막이 패널의 내면에 분리 도포되어 있다.

이와 같은 형광면의 형성공정은 패널의 내면을 세정하는 패널의 세정공정과, 상기 패널의 내면에 소정 패턴의 BM(Black Matrix)형성공정과, 상기 BM사이에 적,녹,청색의 형광체를 형성하는 형광층 형성공정과, 그 위에 알루미늄층의 경면성을 향상시켜 형광면의 발광능률을 향상시키도록 한 중간피막 형성공정 및 알루미늄층 형성공정을 포함하게 된다.

한편, 상기 형광체는 도트(dot)형상 또는 스트라이프(stripe) 형상으로 이루어지게 되는데, 이하에서는 스트라이프 형상의 형광체가 형성된 평판형(flat type) 칼라 음극선관을 일 예로 살펴보기로 한다.

도 1은 일반적인 평판형 칼라 음극선관의 단면도로서 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

전면부에 위치하며 그 내측면에 형광막(1a)이 도포된 평판형 패널(1)과, 패널(1)의 후방에 프릿글라스를 이용하여 융착되면서 내부 진공을 이루는 펀넬(2)과, 패널(1)의 전면부에 고정되는 방폭유리(8)와, 펀넬(2)의 네크부(2a) 내에 봉입되어 R,G,B 3개의 전자빔(3)을 방사시키는 전자총(4)과, 패널(1)의 내측에 결합되어 전자빔(3)의 색선별 기능을 하도록 슬릿형상의 전자빔 통과홀이 무수히 뚫린 섀도우마스크(6)와, 섀도우마스크(6)가 패널(1)과 일정간격을 유지하도록 지지하는 사각틀 형태의 레일(5)과, 음극선관내에서 전자빔(3)에 작용하는 외부자계를 차폐하는 자기쉴드(7)로 이루어진다.

이와 같이 구성되는 칼라 음극선관은, 전원이 인가되면 전자총(4)에서 방사되는 전자빔(3)은 가속 및 집속된 상태에서 패널(1)측으로 진행하게 되면서 섀도우마스크(6)를 통과하게 되는데, 이때 전자빔(3)의 약 20는 섀도우마스크(6)에 형성된 마스크홀을 통과하게 되고 나머지 약 80는 섀도우마스크(6) 면에 충돌하면서 열에너지로 변환된다.

그리고, 상기 마스크홀을 통과한 약 20의 전자빔(3)은 패널(1)의 내면에 도포된 형광막(1a)에 충돌하여 형광체를 발광시키면서 화상을 구현하게 된다.

한편, 형광막(1a)은 도 2에 도시된 바와 같이 스트라이프 형태의 형광체 패턴(10R,10G,10B)과, 그 사이의 비어있는 부분에는 광의 산란 및 반사를 막고 우수한 콘트라스트를 가질 수 있도록 하기 위한 블랙매트릭스(9), 그리고 형광체 발광시 후방으로 방출되는 빛을 전면을 되반사 시켜 휘도를 향상시키기 위한 알루미늄층(11)으로 이루어지는데, 이하 도 3을 참조하여 종래 기술에 따른 형광막 형성공정을 살펴보기로 한다.

먼저, ST1에서와 같이 세척수로 세정된 패널(1)상에 블랙매트릭스(9)의 패턴을 형성하고, ST2에서와 같이 블랙매트릭스(9)가 형성된 패널(1) 내면에 소정의 계면활성제, 감광제, 순수, 녹색형광체를 조합하여 만든 녹색형광체 슬러리(20G)를 도포한다.

이어, ST3에서와 같이 패널(1) 내면에 축축한 상태로 젖어있는 녹색형광체 슬러리(20G)를 평활한 막으로 형성시키기 위하여 히터(15)로서 건조작업을 실시한다.

그리고 ST4에서와 같이 건조된 녹색형광체(20G)에 스크린의 형광막을 형성시키기 위한 광경로를 결정해주는 패턴이 형성된 아트웍(artwork)(18) 즉, 노광마스크와 수은등(17)이 일체화된 노광기를 이용하여 자외선을 조사하여 노광공정을 실시하고, 녹색형광체 패턴이 형성될 자리만 광경화 반응이 일어나도록 한 후, ST5에서와 같이 순수(19)를 분사하여 현상공정을 실시하면 ST6과 같은 녹색형광체 패턴(10G)이 형성된다.

계속해서, ST7에서와 같이 녹색형광막 패턴(10G)이 형성된 패널(1) 내면에 조합된 청색형광체 슬러리(20B)를 도포하고, 이어 ST8에서와 같이 패널 내면에서 축축한 상태로 젖어있는 청색 형광체 슬러리를 평활한 막으로 형성시키기 위하여 히터(15)로서 건조작업을 실시한다.

그리고 ST9에서와 같이 건조된 청색 형광체(20B)에 스크린의 형광막을 형성시킬 수 있도록 광경로를 결정해주는 패턴이 형성된 아트웍(artwork)(18)과 수은등(21)이 일체화된 노광기를 이용하여 자외선을 조사하여 노광공정을 실시하고, 청색형광체 패턴이 형성될 자리만 광경화 반응이 일어나도록 한 후, ST10에서와 같이 순수(19)를 분사하여 현상공정을 실시하면 ST11과 같은 청색형광체 패턴(10B)이 형성된다.

계속해서, 적색형광체 슬러리(미도시)를 역시 상기와 동일한 방법으로 도포하고 현상공정을 실시하여 패턴(10R)을 형성시키면, ST12에서와 같이 블랙매트릭스(9) 사이에 각각의 형광체 패턴(10R,10G,10B)이 완성되는 것이다.

그리고 상기 형광체 패턴의 형성공정이 끝나면 그 위에 알루미늄층(11)이 평활하게 형성될 수 있도록 ST13에서와 같이 락카(23)를 스프레이 도포하고, ST14에서와 같이 히터(15)로서 건조작업을 실시하면 상부가 평활한 중간피막층(24)을 얻을 수 있고, ST15에서와 같이 형광체가 도포된 스크린 유효부(25') 외측의 비유효부(25)에는 후에 도포될 알루미늄막의 부풀음을 방지하기 위하여 침상결정형태를 갖는 암모늄옥살레이트(26)를 분사도포하고, 건조시킨 후 그 위에 알루미늄을 고진공상태에서 열로써 증착도포작업을 실시하면, ST16에서와 같이 평활한 알루미늄층(11)이 형성된다. 이때, 락카를 도포하여 이루어진 중간피막층(24)은 알루미늄막의 경면성을 부여한 후 약 450℃의 열분해 공정에서 분해된 후 알루미늄층(11)을 통과하여 개스상태로 발산되면서 최종적인 형광막(1a)이 완성되는 것이다.

그러나 종래의 이와같은 형광막 제조방법에서는, 도 4의 (가)에 도시된 바와 같이 형광체가 도포된 스크린 유효부(25')에서는 락카가 도포된 중간피막층(24)위에 형광체 입자가 돌출되어 있고, 따라서 알루미늄 증착후에도 알루미늄층(11) 사이를 형광체 입자가 기공을 형성시켜 주므로 이후의 열분해 공정에서 중간피막층(24)이 열분해 되어 개스상태로 발산될때 효과적으로 개스를 발산시킬 수 있으나, 유효부(25') 외측에 위치하는 비유효부(25)의 경우는 중간피막층(24)이 아주 고르게 형성되어 있는 관계로 알루미늄층(11)도 고르게 형성되어 기공이 형성되지 않게된다.

따라서, 비유효부(25)에서는 열분해시 발생된 개스가 알루미늄층을 효과적으로 통과하지 못하게 되어, 발산되지 못한 개스가 알루미늄층을 부풀게 하여 알루미늄막(11)의 부풀음을 유발시키게 되고, 이것은 완성된 브라운관 상태에서 충격이 가해질 경우 알루미늄막이 박리하게 됨으로 인해 브라운관 내부에 이물이 발생되어 스크린의 화면상태가 불량해지는 원인이 된다.

이러한 알루미늄막(11) 부풀음을 해결하기 위한 방법으로, 종래에는 도 3의 ST15 및 도 4의 (나)에 도시된 바와 같이, 비유효부(25)에 침상결정 형태를 갖는 암모늄옥살레이트(26)등의 약품을 중간피막층(24)위에 도포하여 알루미늄층(11)에 기공을 형성시키도록 하였으나, 암모늄옥살레이트(26) 약품의 도포시 스크린 유효부(25')에도 약품이 도포되어 음극선관의 발광휘도를 저하시키는 원인으로 작용하는 문제가 있었다.

또한, 상기 알루미늄막(11) 부풀음을 해결하기 위한 종래 다른 방법으로는 도 4의 (다)에 도시된 바와 같이, 3색 형광체중 한가지 형광체를 비유효부(25)에 잔류시킬 수 있도록 형광체 슬러리 조합시 접착력을 높일 수 있는 첨가약품을 넣어 조합 후 도포를 실시하면 비유효부(25)에도 형광체 입자(10)를 잔류시킬 수 있고, 잔류된 형광체 입자가 알루미늄층에 기공을 형성시킴으로써 알루미늄막(11)의 부풀음을 방지할 수 있으나, 접착력이 높아진 형광체가 비유효부(25) 외에 스크린 유효부(25')에서 다른 형광체의 화소에도 남아 타색형광체와 혼입되어 브라운관 동작시 색순도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서 형광체와의 접촉으로 인하여 수지막의 열분해가스가 배출될 수 있는 기공이 금속반사막의 전 영역에서 형성될 수 있도록 패턴 형성된 노광 마스크를 이용하여 형광체를 유효부 및 비유효부에 형성시킴으로서, 금속반사막의 평탄도를 개선하고 부풀음 현상을 감소시킬 수 있는 형광막 형성방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 평면 음극선관의 단면도.

도 2는 음극선관의 형광막 단면 상태도.

도 3은 종래 기술에 따른 형광막 형성 공정도.

도 4는 종래 기술에 따른 형광막의 주변부 단면을 도시한 것으로서,

(가)는 일반적인 형태의 단면 상태도.

(나)는 비유효부에 약품 도포시의 단면 상태도.

(다)는 비유효부에 형광체를 잔류시킨 단면 상태도.

도 5는 종래 기술에 따른 형광막 형성공정에 사용된 아트웍 구조도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 사용된 아트웍 구조도.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광막 형성 공정도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광막 노광공정시 상태도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 패널 , 1a : 형광막 , 2 : 펀넬 , 3 : 전자빔 , 4 : 전자총 , 5 : 레일

6 : 섀도우마스크 , 9 : 블랙매트릭스 ,

10R,G,B : 형광체 , 20R,G,B : 형광체 슬러리 , 11 : 알루미늄층

118 : 아트웍 , 118a : 투과부 , 118b : 비투과부

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 화상이 구현되는 스크린 유효부 및 그 외곽을 이루는 비유효부로 구분되는 패널의 내측면에, 외부광을 흡수하는 블랙매트릭스, 패널 유효부에서 화소를 이루는 적/녹/청색의 형광체, 금속 반사막이 순차적으로 형성되는 형광막의 형성공정에 있어서:

상기 형광체는 패널 비유효부를 포함하는 영역에 형성된 후 광 투과부가 상기 비유효부와 대응되는 영역까지 형성된 노광마스크에 의해 패턴 형성됨을 특징으로 한다.

한편, 상기 형광체 노광을 위해 사용되는 노광마스크는 아트웍을 사용함이 바랍직하다.

이와 같이 하면, 아트웍에 의한 노광패턴에 의해 패널내측면의 비유효부에도 유효부에 형성된 3색 형광체중 적어도 하나의 형광체가 패턴형성되어 남아있게됨을 알 수 있다.

그 결과, R, G, B 형광체의 완성후 중간피막층과 금속반사막 즉, 알루미늄층을 순차적으로 형성하면 비유효부에 형성된 형광체 입자로 인해 알루미늄층에 기공이 형성되어 열분해 공정시 발생된 개스로 인해 발생되는 알루미늄층의 부풀음 현상을 방지할 수 있게된다는 이점이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 형광막 형성방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 설명에 사용되는 도면에 있어서, 종래기술에서 설명된 바와 같은 구성성분에 관해서는 이해를 돕기위해 동일한 도면부호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

도 6은 본 실시예의 공정에 사용될 아트웍 구조도이고, 도 7은 본 실시예에 따른 형광막 형성공정을 나타낸 도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광막 형성 상태도이다.

먼저 음극선관의 형광막 형성공정에 있어서, 종래 형광체의 패턴을 형성하기 위한 노광공정시 사용되던 아트웍(18)과 본 실시예에서 사용될 아트웍(118) 구조를 살펴보기로 한다.

즉, 도 5 에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 아트웍(18)은 일반 유리재질에 유효부(35')의 광투과부(18a)는 맨유리 상태이고, 광이 투과되지 못하게 한 부분(18b)은 크롬(Cr)으로 증착을 해두었으며, 비유효부(35)에도 빛이 통과되지 못하도록 크롬을 증착해 두었다. 반면, 도 6에 도시된 본 실시예에 따른 아트웍(118)은 유효부(35')는 물론 비유효부(35)까지 적당한 크기의 광투과부(118a)를 형성하여 R, G, B 형광체중 하나의 형광체 노광공정에서 스커트부에도 자외선이 통과되어 형광체가 남아있게 될 수 있도록 설계하였다.

도면중 미설명 부호 118b는 크롬이 증착된 비투과부(118b)를 나타낸다.

한편, 아트웍(118)의 비유효부(35)에 위치하는 광투과부(118a)는 여러가지 형상을 이룰 수 있으나 본 실시예에서는 다수의 원형상을 적용하였다.

이하, 상기 아트웍(118)을 이용한 본 실시예의 형광막 형성공정을 도 7을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

먼저, ST1에서와 같이 블랙매트릭스 패턴(9)이 형성된 패널(1)의 내측면에 녹색 형광체슬러리(20G)를 도포하고, 히터로서 건조작업을 실시하면 녹색 형광체슬러리(20G)는 ST2와 같이 평활한 막을 이루게 된다.

그리고 상기에서 살펴본 본 발명 아트웍(118)을 사용하여 ST3에서와 같이 수은등(17)으로 자외선을 조사하여 노광공정을 실시하면, 아트웍(118)의 광투과부(118a)를 통과한 자외선이 평활한 녹색형광막(20G)의 목표지점을 노광시키게 되고, 이후 ST4에서와 같이 순수(19)를 분사하여 현상작업을 실시하면 ST5에서와 같이 유효부(25')에는 소정 패턴의 녹색형광체(10G)가 얻어짐과 동시에 비유효부(25)에서도 녹색형광체(10G')가 소정의 패턴을 이루며 형성된다.

그리고 이후에는 종래 기술에서 설명된 바와 동일하게 스크린 유효부(25')내에 청색형광체(10B)와 적색형광체(10R)의 도포공정을 순차적으로 실시하면, ST6에서와 같이 형광체의 패턴형성이 완성되며, 그 위에 중간피막(24)이 형성되도록 락카를 도포한 후 건조시키고 ST7에서와 같이 고진공 상태에서 알루미늄을 증착 도포하면 알루미늄층(11)을 얻을 수 있게 된다.

이때, 비유효부(25)에 형성된 형광체(10G')에 의하여 알루미늄층(11)은 기공이 형성되고, 이로 인하여 이후의 열분해 공정에서 중간피막층(24)이 열분해될때 발생된 개스는 알루미늄층(11)의 부풀음 현상을 유발하지 않고 외부로 빠져나가게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로 평면 음극선관이 아닌 소정의 곡률을 갖는 일반 음극선관의 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 형광막 형성공정중 형광체 노광시 비유효부(25)에 광 투과부(108')가 형성된 섀도우마스크(108)를 사용하여 노광작업을 실시하면, 상기 일 실시예에서와 마찬가지로 부풀음 방지용 형광체 패턴(10G)이 스크린 비유효부(25)에 형성되면서 동일한 효과를 얻을 수 있게됨을 알 수 있다.

이는 또한 별도의 노광용 마스크를 제작하지 않고 일반적인 섀도우마스크를 사용하게 됨으로 재료 절감의 차원에서도 이점이 있게된다.

여기서, 도 3 및 도 4에 따른 종래 기술에 따른 형광막 형성방법과 도 7에 따른 본 발명의 형광막 형성방법을 비교하여 보면, 종래의 기술에서는 비유효부에서 알루미늄층(11)의 부풀음을 방지하기 위해 약품을 도포하거나 형광체를 강제로 잔류시킴으로 인해 발광휘도 및 색순도를 저하시키는 문제점을 야기하였으나 본 발명에 의하면 노광을 통해 형광체를 비유효부에 형성시킴으로 약품잔류에 따른 형광막의 발광휘도 저하를 방지할 수 있는 것이다.

그 결과, 비유효부에서 알루미늄층(11)에 기공이 형성되어 열분해 공정시 비유효부의 알루미늄층 부풀음 현상이 방지됨을 알 수 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 평면 음극선관 및 곡면 음극선관에 각각 적용되어 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

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

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 형광막 형성방법에 의하면, 발광휘도 또는 색순도를 저하시키지 않는 가운데 스크린 비유효부에서 알루미늄층의 기공이 형성될 수 있게 된다.

이에 따라 형광막 형성공정중 알루미늄층의 부풀음 현상 발생이 방지되어 음극선관 스크린의 화면 불량을 개선하는 효과를 나타낼 수 있다.

Claims (2)

1. 화상이 구현되는 스크린 유효부 및 그 외곽을 이루는 비유효부로 구분되는 패널의 내측면에, 외부광을 흡수하는 블랙매트릭스, 패널 유효부에서 화소를 이루는 적/녹/청색의 형광체, 금속 반사막이 순차적으로 형성되는 형광막의 형성공정에 있어서:

   상기 형광체는 패널 비유효부를 포함하는 영역에 형성된 후 광 투과부가 상기 비유효부와 대응되는 영역까지 형성된 노광마스크에 의해 패턴 형성됨을 특징으로 하는 칼라 음극선관의 형광막 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 형광체 노광을 위해 사용되는 노광마스크는, 아트웍을 사용한 것임을 특징으로 하는 칼라 음극선관의 형광막 형성방법.