KR20020037615A - 칼라음극선관의 스크린구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라음극선관의 스크린구조를 형성시킴에 있어서 도전성 물질을 포함하는 금속반사막 제조용 전사필름을 라미네이션시켜 금속반사막을 형성하거나 또는 유기필름층에 도전성 물질을 포함하여 형성시킴으로써, 베이킹 후에도 형광막과 금속반사막의 전자선 도통이 개선되어 차지 업 현상의 방지로 발광휘도를 대폭적으로 향상시키는데 적합한 칼라음극선관의 스크린 구조 및 금속반사막 형성방법에 관한 것이다.

이에 따른 구성은 칼라음극선관의 패널 내면에 형광막이 형성되고 그 상면에 금속반사막이 형성된 것에 있어서,

형광막과 금속반사막 사이에 도전성 물질을 포함하는 중간층이 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 칼라음극선관의 스크린 구조로 이루어지고, 금속반사막을 형성함에 있어서는 상기 형광막이 형성된 유효면의 상면에 중첩구조를 이루는 전사필름을 금속반사막을 형성하고자 하는 패널 내면에 대접하면서 전사필름중의 기재층을 벗기면서 라미네이션시켜 금속반사막을 형성시킴을 특징으로 하는 칼라음극선관의 금속반사막 형성방법으로 이루어진 기술이다.

Description

칼라음극선관의 스크린구조{screen structure of color catho deray tabe}

본 발명은 칼라음극선관의 스크린구조에 관한 것으로, 특히 도전성 물질을포함하는 금속반사막 제조용 전사필름을 라미네이션시켜 금속반사막을 형성하거나 또는 유기필름층에 도전성 물질을 포함하여 형성시킴으로써, 베이킹 후에도 형광막과 금속반사막의 전자선 도통이 개선되어 차지 업 현상의 방지로 발광휘도를 대폭적으로 향상시키는데 적합한 칼라음극선관의 스크린 구조 및 금속반사막 형성방법에 관한 것이다.

칼라음극선관은 도 1에 도시한 바와 같이, 내측면에 형광막(3)이 형성된 패널(1)과 내측면에 전도성을 갖는 흑연이 도포된 펀넬(2)이 융착 글라스로 봉합되어 있고, 펀넬(2)의 네크부(4)에는 전자빔(5)을 발생시키는 전자총(6)이 장착되어 있으며, 패널(1)의 내측에는 색선별 전극인 새도우마스크(7)가 프레임(8)에 의해 지지되어 있고, 펀넬의 외주면에는 전자빔을 좌우로 편향시켜 주는 편향요크(9)가 장착되어 있다.

이렇게 구성된 음극선관은 전자총(6)에 영상신호가 입력되면 전자총의 캐소드로 부터 열전자가 방출되며 방출된 전자는 전자총의 각 전극에서 인가된 전압에 의하여 패널쪽으로 가속 및 집속과정을 거치면서 진행하게 된다. 이때 전자는 패널의 네크부에 장착된 마그네트의 자계에 의하여 전자빔(5)의 진행 경로가 조정되며 조정된 전자빔은 편향요크(9)에 의하여 패널의 내면에 주사되어지는데 ,편향된 전자빔은 새도우마스크(7)의 슬롯(Slot)을 통과하면서 색선별이 이루어지고 선별된 전자빔(5)은 패널 내면의 형광막(3)에 충돌하여 발광시킴으로써 영상신호를 재현 한다.

그리고 전자빔이 새도우마스크의 슬롯을 통과하여 형광막에 도달되는데 있어서 지자기의 영향으로 전자빔의 편향이 일어나는 것을 방지하기 위하여 패널쪽에서 볼때 프레임 뒤쪽에 지자기 차폐를 하는 인너쉴드(Inner Shield)(10)가 부착되어 있다.

상기 구조에서 스크린 형성 방법은 패널(1) 내면을 가성소다와 불산으로 세척한 후 패널 내면에 감광액인 포토레지스트(PAD + Azide계)를 도포, 건조한 후 노광기 위에서 적, 청, 녹 각 위치에 고압 및 수은 등을 이용하여 적, 청, 녹 형광막 위치를 노광하면 이 위치의 포토레지스트중 노광된 부분은 광경화되고 노광되지 않은 부분은 경화되지 않는데 , 이를 3∼5kgf/m²의 일정 현상압을 가지는 순수로 현상 (develop)하면 3색이 노광된 부분을 제외한 부분은 용해도 차에 의해 제거된다.

그리고 흑연액을 포토레지스트 패턴위에 도포/건조한 후 에칭액(H₂O₂+ NH₄OH)을 사용하여 포터레지스트 패턴이 형성된 부분의 흑연과 포토레지스트 패턴을 박리 제거시킨다. 상기 공정을 통하여 도 2a와 같이 패널 글라스위에 광흡수막인 블랙메트릭스막(11)을 형성시킨다.

상기한 바와 같이 블랙메트릭스막(11)의 형성이 끝나면 녹 , 청, 적의 3색 형광막 (3a, 3b,3c)을 순서대로 형성하는데, 먼저 녹색의 형광막 (3a)형성을 위해 녹색 발광 형광체, 포토레지스트용액, 물, 분산제, 증감제 등으로 구성된 슬러리를 블랙메트릭스막 (11)이 형성된 패널 내면에 전면 도포하여 건조, 노광,현상시킴으로써 녹색 형광막이 완성된다. 이어서 상기와 동일한 과정을 반복하여 청색형광막 (3b)과 적색 형광막 (3c)을 연속하여 형성한다.

그리고 상기 패턴을 갖는 형광막 위에는 전자총에 의해 방출된 전자빔이 형광체를 발광시킨 후 반사되는 전자의 난반사 방지를 위해 텅스턴 와이어코일(Wire Coil)에 설치된 알루미늄 페릿을 저항가열법을 이용하여 10^-4∼10^-7torr정도의 진공하에서 금속반사막(13)을 직접 형성시킴으로써 종래의 금속반사막이 없는 경우에 비해 칼라음극선관의 휘도 특성이 현저히 상승되고 있다. 그러나 상기와 같이 형광막위에 금속반사막(13)을 직접 형성시키면 도 2a와 같이 금속분자(14)가 형광체 입자 틈새까지 침투하여 광이 손실되고 오히려 형광면의 발광 능률을 저하시켜 금속반사막(13)의 형성 효과가 없어지게 된다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 종래 기술은 형광면 위에 수성 필름층을 형성시키기 위해 순수를 스핀(Spin) 도포법으로 도포해 준다. 이렇게 하면 형광면 전면에 수성 필름층이 형성되는데 그 위에 물과 혼합되지 않는 유기용제가 주성분인 라카액을 도포시켜 도 2b와 같이 중간 피막인 유기 필름층 (Organic film layer) (12)을 형성시킨 후 금속반사막(13)을 형성시킨다. 이 유기 필름층 (12)의 두께 및 평탄도에 의해 음극선관의 특성에 직접적으로 영향을 주는 금속반사막(13)의 품질이 좌우되기 때문에 유기 필름층(12)을 균일하고 평활하게 형성시키는 것이 매우 중요하다.

그러나 유기 필름층을 상기 형광면에 형성시킨다 하더라도 유기필름층은 형광면을 구성하고 있는 흑연입자, 녹색, 청색, 적색 형광체 입자의 형상을 따라 0.2∼0.3㎛ 두께로 얇게 형성되므로 이 유기 필름층위에 증착법에 의해 형성시킨 금속반사막 또한 흑연입자, 녹색, 청색, 적색 형광체 입자의 형상을 따라 1200∼4000Å 두께로 형성되어 불규칙한 단면의 금속반사막에 의해 난반사를 일으켜 형광체의 발광 효율 및 휘도가 저하되는 문제점이 있었다.

또한 상기 유기필름층은 그 상면의 금속반사막을 평활하게 하기 위해 형성시킨 것이므로 금속반사막이 형성된 후에는 이를 450℃의 고온에서 열분해시켜 제거하는데, 이 유기 필름층은 100∼260℃에서 탈수반응(dehydration)이 일어나고 이때의 무게 감소량은 32%이다.

또한 200∼320℃에서 유기 필름층을 구성하고 있는 고분자 주 사슬인 탄소-탄소결합이 분해되고 이로 인해 각종의 탄화가스가 발생되는데, 이 탄화가스는 금속반사막의 공극을 통해서 외부로 방출되며, 이 때 금속반사막의 공극 유무에 의해 금속반사막이 부풀어 방전 등의 불량을 유발하게 된다.

특히 도 2b와 같이 금속반사막의 부풀음(K)은 비유효면의 흑연층(11a) 위에 형광체가 없을 경우에 발생하고 고의로 형광체를 남기는 경우에는 유효면의 형광체가 위치할 자리에 타색의 형광체가 혼입되어 색순도를 저하시키는 문제가 있다.

그리고 칼라음극선관은 형광체 입자에 전자가 조사되면서 발광하게 되는데, 형광체가 절연체이므로 전하가 계속해서 축적하게된다. 즉 차지 업 현상이 생겨서 형광막에 전자선을 조사해도 발광하지 않는 부위가 다수 생기고, 음극선관의 휘도가 대폭적으로 저하되는 문제점이 있다. 상기 문제점을 해결하기 위해서 종래부터 칼라음극선관의 형광면을 형성한 후 형광막 표면에 도전성이 있는 알루미늄 증착막을 형성하여 상기의 전자 반사막 역할 뿐만아니라 전자선 여기에 의한 차지 업 현상을 방지하는 대책으로 강구되어지고 있다 .

그러나 상기 알루미늄 증착막은 일반적으로 상기 유기 필름층을 형성하고 그 위에 형성한 후 베이킹 처리에 의해 유기 필름층 성분이 제거되기 때문에 도 6a와 같이 형광막과 알루미늄 증착막과의 밀착성이 떨어져서 양자간의 도통이 불완전하여 차지 업 현상을 완전하게 방지하는 것이 곤란하고, 칼라음극선관의 휘도 개선 효과가 적은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도전성 물질을 포함하는 점착제층을 포함하는 금속반사막 제조용 전사필름을 이용하여 라미네이션시키거나 또는 기존의 중간층인 유기필름층에 도전성 물질을 첨가하여 형성시킴으로써, 별도의 유기 필름층 형성 및 금속반사막 증착 장치가 전혀 필요 없기 때문에 제조 비용을 현저히 감소시킬 뿐만아니라 금속반사막 형성시 평탄도 불량에 의한 얼룩 발생이 없어 형광면의 백색 균일성이 우수하고, 전자선의 차지 업을 방지하고 ,경면이 좋은 금속반사막이 되기 때문에 형광체에서 발광하는 빛을 모두 패널부에 되반사시킬 수 있어 발광효율을 높일 수 있는 음극선관의 스크린을 얻게 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 칼라음극선관의 구조도

도 2a는 종래의 형광막 및 금속반사막 형성구조도

도 2b는 도 2a의 형광막과 금속반사막 사이에 유기필름층이 형성된 구조도

도 3은 본 발명의 5중층 전사필름을 나타낸 상태도

도 4는 도 3중 도전성 물질이 포함된 점착제층을 나타낸 상태도

도 5는 본 발명의 전사필름을 이용한 금속반사막의 제조공정도

도 6a는 종래의 차지 업 현상 발생 상태도

도 6b는 본 발명의 차지 업 현상 제거 상태도

도면의 주요부분을 나타낸 부호의 설명

1 : 패널 3 : 형광막 11 : 블랙메트릭스막

15 : 기재층 16 : 이형재층 17 : 금속반사막층

18 : 점착제층 19 : 보호카바층

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 형광면 위에 유기 필름층과 금속반사막이 형성된 것에 있어서, 그 실시예를 나타낸 도 4와 같이 도전성 물질을 포함하는 유기필름층(12a)으로 구성된다. 상기 유기필름층(12a)에 포함되는 도전성 물질은 산화주석 또는 은(Ag)또는 알루미늄 미립자이다.

또한 본 발명의 다른 하나는 도 3과 같이 다중층으로 적층된 금속반사막 제조용 전사필름을 이용하여 금속반사막을 형성시킬 수 있다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이 전사필름은 기재층(15), 이형체층(16), 금속반사막층(17),도전성 물질이 포함된 점착제층(18), 보호카바층(19) 등의 5중층으로된 전사필름을 이용하여 금속반사막을 형성시킨다.

상기 전사필름층에서 기재층(15)의 재질은 스티렌-부타디엔고무, 아크로니트릴-부타디엔고무, 폴리부타디엔고무, 에틸렌부타디엔고무, 폴리우레탄고무, 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리스틸렌, 폴리매틸메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리프로필렌(PP), 요소수지 , 페놀수지, 폴리카프로락담수지, 폴리비닐리덴클로라이드 수지중 선택한 1종 이상이다.

상기와 같이 패널 내면에 금속반사막을 형성후 전사필름중 기재층을 패널내면에서 용이하게 제거하기 위해 이형재층(16)을 형성시키는데, 이형재층(16)의 재질은 폴리스틸렌, 폴리매틸메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드 (PVC), 폴리프로필렌 (PP) , 요소수지 , 페놀수지, 폴리카프로락담수지, 폴리비닐리덴클로라이드 수지중 선택한 1종 이상이고, 금속반사막층(17)의 재질은 알루미늄이다.

그리고 도 5와 같이 도전성 물질을 포함한 열용융성 점착제층(18)의 재질은 파라핀왁스, 마이크로크리스탈린왁스, 카루나바왁스 등 각종의 합성 왁스 또는 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리에스터수지, 폴리아미드수지 등의 열가소성 수지 또는 산화변성 왁스, 동식물성 밀납, 미네랄유, 동식물유중 선택한 1종 이상과 여기에 전도성 물질인 산화주석 또는 은(Ag) 또는 알루미늄 미세 입자가 첨가되어 진다.

상기한 점착제층(18) 또는 유기필름층(12a)에 첨가되는 도전성 물질은 점착제층(18)의 전체 중량 또는 유기필름층(12a)전체 중량에 대해 0.05∼0.5중량% 범위로 구성된다.

상기 도전성 물질이 0.05중량% 미만의 경우는 형광체의 도전성 효과가 불충분하여 형광체의 발광 휘도의 개선효과가 춤분하지 못하며, 0.5중량% 이상의 경우는 베이킹 후 잔류하는 전도성 물질의 미세 입자의 량이 많기 때문에 차지 업 현상을 방지하는 효과는 클 수 있지만 전자선 투과율이 떨어지므로 오히려 형광체의 발광 휘도가 저하된다. 그리고 점착제의 도포성과 휘도 개선 효과 측면에서 상기 도전성 물질의 미세분말이 평균 입경 범위는 0.01∼0.5㎛이며, 보다 바람직하기로는 0.01∼0.1㎛이다.

상기 점착제층(18)에 있어서 소성시 유기물질이 용이하게 빠져나갈수 있도록 금속반사막 형성면에 저온 분해 고분자인 폴리에틸렌글리콜을 혼용시킨다.

이때 혼용물질은 점착제층(18) 전체 중량대비 10∼20%의 중량비 함유시킨다.

보호카바층(19)의 재질은 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리프로필렌(PP), 셀로판, 셀룰로즈트리아세테이트, 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐알콜(PVA) 중 선택한 1종 이상의 투명한 플라스틱 필름이다.

상기 전사필름을 이용하여 블랙메트릭스막과 형광막층이 형성된 상면에 금속반사막을 형성함에 있어서는 상기 적층된 전사필름을 부착하고자 하는 패널면적이 되게끔 절단하여 도 5와 같은 공정을 거치게 된다.

즉, 일정크기로 절단된 전사필름의 보호카바층(19)을 제거한다(도 5의 (가). 그리고 상기 보호카바층이 제거된 전사필름의 점착제층(18)을 도 5의 (나)와 같이 녹,청,적색의 형광체가 형성된 패널유리 내면 상면에 정열(align)시킨 후 (다)와 같이 가열 및 압착로울러(21)(20)로 금속반사막층이 포함된 전사필름을 라미네이션 시킨다.

상기 라미네이션 공정 전의 패널유리 온도가 60∼150℃범위이어야 한다.왜냐하면 고온의 패널유리의 온도는 전사필름을 충분히 워밍(warming) 시켜 최적의 라미네이션이 가능하기 때문이다.

상기 라미네이션 공정시 가열로울러(21)를 이용해 금속반사막 제조용 전사필름의 상부를 가열해주기 위한 가열로울러는 100∼300℃의 온도가 유지되어야 하고, 금속반사막 제조용 전사필름을 압착할 때에는 압착로울러(20)의 압력은 1.0∼5.0kg/cm²이 최적이며 이렇게 함으로서 라미네이션이 가능하고 형광체의 충진도가 매우 우수하며 음극선관의 휘도 특성 또한 향상된다.따라서 1.0kg/cm²이하에서는 압착이 되지 않아 금속반사막층을 라미네이션할 수 없으며, 5.0kg/cm²이상에서는 압착력에 의해 형광막층의 구조가 파괴되어 휘도 특성의 저하가 발생되기 때문이다.

이어서 (라)와 같이 이형재층(16)을 포함하는 기재층(15)을 제거함으로서 상기한 압착력에 의해 라미네이션이 가능하고 형광체의 충진도가 우수하며 휘도 특성이 향상된 금속반사막층(17)이 (마)와 같이 형성된다.

본 발명은 상기한 도 3과 같은 5중층에 대하여 설명하였으나, 그에 국한 하지 않고, 금속반사막(17)과 기재층(15) 사이에 형성되고 있는 이형재층(16) 없이도 실시할 수 있음은 물론이다. 따라서 도 3의 구조에만 국한하지 않는다.

이상에서와 같이 종래의 증착법은 유효면에서는 불균일하게 형성된 금속반사막에 의해 칼라음극선관의 형광면의 백색균일성 불량이 발생하거나 휘도가 저하되는 문제가 있었고, 비유효면에서는 금속반사막의 부풀음이 발생하였다,

그러나 금속반사막 제조용 전사필름을 이용하여 제조된 본 발명은 별도의 유기필름층 형성공정 및 금속반사막 증착 장치가 전혀 필요없기 때문에 제조비용이 현저히 감소될 뿐만아니라 금속반사막 형성시 평탄도 불량에 의한 얼룩발생이 없기 때문에 형광면의 백색 균일성이 우수하고, 금속반사막 제조용 전사필름이 형광면의 유효면과 동일하므로 비유효면에서의 금속반사막 부풀음 등의 불량을 방지할 수 있으며, 기재층 또는 이형재층 위에 금속산화막을 증착하기 때문에 금속산화막의 평탄도는 종래의 형광체위에 증착시킬 경우의 평탄도 보다 훨씬 우수하다.

또한 가열로울러 및 압측로울러로 열 압착할 때 형광체의 패킹(packing)성을 더 높여주기 때문에 충진도가 우수한 형광체층을 형성시켜 휘도를 향상시키고 빛샘을 방지할 수 있다.

상기 결과 종래의 경우는 금속반사막을 이루는 알루미늄막 두께가 3000 ∼5000Å의 범위에서 80∼90%의 반사율을 가지게 되었으나, 본 발명에 의해 제조된알루미늄막은 좋은 경면을 만들수 있기 때문에 형광체에서 발광하는 빛을 85∼99% 패널부로 되반사시킬 수 있어 발광율을 높일 수 있다,

또한 본 발명은 유기필름 형성공정 및 금속반사막 증착 장치가 필요없으며, 유기필름제거 공정인 소성공정이 필요없기 때문에 생산성을 개선할 수 있음과 함께 금속반사 제조용 전사필름의 점착제층에 알루미늄 미세입자를 첨가하여 이용함에 따라 종래의 베이킹처리에 의한 형광막과 알루미늄 증착막과의 밀착성이 떨어지는 문제점을 개선함으로서 차지 업 현상을 제거하여 발광 휘도가 종래 대비 3∼12% 향상된 음극선관을 얻을 수 있었다.

다음은 실시예에 따라 설명한다.

(실시예1∼6)

본 실시예는 금속반사막 제조용 전사필름을 이용하여 금속반사막을 형성하는 방법으로서 (표 1)과 같이 점착제중에 포함된 알루미늄 초미립자 분말을 평균입경이 0.1∼0.02㎛이고, 점착제중 전체 중량에 대하여 0.4∼0.05중량% 비율로 하여 실시하였다.

(실시예7∼8)

본 실시예는 전사필름을 이용하지 않고 형광막을 형성한 후 드 위에 종래의 유기필름 용액에 입경이 0.02∼0.1㎛이고 유기필름 용액 전체 중량에 대해 0.2중량%의 비율로 이루어진 도전성막을 형성한 후 그 위에 종래의 알루미늄 증착을 실시하여 금속반사막을 얻었다.

상기 실시예에 관계된 칼라음극선관을 제조하여 발광 휘도를 측정하였다.

각 발광 휘도는 금속반사막 제조용 전사필름을 이용하지 않고 종래의 방식으로 금속반사막을 형성하고 도전성을 갖는 알루미늄으로 이루어진 도전성막을 형성 안한 음극선관의 발광 휘도를 기준치(100%)로 하여 상대치를 나타냈다. 측정 결과는 하기 (표 1)에 나타내었다.

	알루미늄입경(㎛)	알루미늄 함유량(중량%)	상대 발광 휘도(%)
실시예1	0.02	0.05	103
실시예2	0.02	0.2	112
실시예3	0.02	0.4	108
실시예4	0.1	0.05	103
실시예5	0.1	0.2	110
실시예6	0.1	0.4	106
실시예7	0.02	0.2	109
실시예8	0.1	0.2	107

이상에서와 같이 본 발명은 칼라음극선관의 형광면 위에 순차적으로 형성되는 유기필름층과 금속반사막에 있어서, 상기 유기필름층에 도전성 물질을 포함하여 구성시키거나, 도전성 물질을 포함하는 점착제층이 포함된 금속반사막 제조용 중첩 전사필름을 이용하여 라이네이션처리로 금속반사막을 형성시킴으로써, 유기필름 형성 공정 및 금속반사막 증착 장치가 필요 없으며, 유기필름 제거 공정인 소성공정이 필요없기 때문에 생산성을 개선할 수 있음과 함께 금속반사 제조용 전사필름의 점착제층에 알루미늄 미세입자를 첨가하여 이용함에 따라 종래의 베이킹처리에 의한 형광막과 알루미늄 증착막과의 밀착성이 떨어지는 문제점을 개선함으로서 차지 업 현상을 제거하여 발광 휘도가 종래 대비 3∼12% 향상될 뿐만아니라 금속반사막 형성시 평탄도 불량에 의한 얼룩발생이 없기 때문에 형광면의 백색 균일성이 우수하고, 금속반사막 제조용 전사필름이 형광면의 유효면과 동일하므로 비유효면에서의 금속반사막 부풀음 등의 불량을 방지할 수 있는데 적합한 스크린 구조를 얻게 된다,

Claims (4)

1. 칼라음극선관의 패널 내면에 형광막이 형성되고 그 상면에 금속반사막이 형성된 것에 있어서,

   형광막과 금속반사막 사이에 도전성 물질을 포함하는 중간층이 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 칼라음극선관의 스크린 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 중간층이 도전성 물질을 포함하는 유기필름층 임을 특징으로 하는 칼라음극선관의 스크린 구조.
3. 칼라음극선관의 패널 내면에 형광막이 형성되고 그 상면에 금속반사막이 형성된 것에 있어서,

   상기 형광막이 형성된 유효면의 상면에 중첩구조를 이루는 전사필름을 금속반사막을 형성하고자 하는 패널 내면에 대접하면서 전사필름중의 기재층을 벗기면서 라미네이션시켜 금속반사막을 형성시킴을 특징으로 하는 칼라음극선관의 금속반사막 형성방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 전사필름이 보호카바층, 도전성 물질을 포함하는 점착제층, 금속반사막층, 기재층으로 구성된 것임을 특징으로 하는 칼라음극선관의 금속반사막 형성방법.