KR20020076424A - 칼라음극선관의 영상표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청색필터에 적색안료와 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 적정량 포함한 도전성을 갖는 선택투과막을 형광막과 패널 내면 사이에 형성하여 적색 영역 광투과율을 높여주므로서 콘트라스트 특성을 향상 시킴과 함께 형광막내 2차 전자의 방출을 용이하게 하여 형광막내의 전자 정체의 방지에 따른 발광효율의 증대로 휘도특성을 향상시키는데 적합한 칼라음극선관에 관한 것이다.

이에 따른 구성은 청색안료인 코발트블루(CoO-Al₂O₃)와 적색안료(Fe₂O₃)와 도전성 물질인 인듐-틴- 옥사이드(ITO)를 포함하여서된 선택투과막이 패널내면과 형광막 사이에 형성됨을 특징으로 하는 칼라음극선관의 영상표시 장치에 관한 기술이다.

Description

칼라음극선관의 영상표시 장치{apparatus for indicale an image of color cathod ray tube}

본 발명은 칼라음극선관의 영상표시 장치에 관한 것으로,특히 청색필터에 적색안료와 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 적정량 포함한 도전성을 갖는 선택투과막을 형광막과 패널 내면 사이에 형성하여 선택성을 부여함으로써 콘트라스트 특성을 향상 시킴과 함께 형광막내 2차 전자의 방출을 용이하게 하여 형광막내의 전자 정체의 방지에 따른 발광효율의 증대로 휘도특성을 향상시키는데 적합한 칼라음극선관에 관한 것이다.

종래의 칼라음극선관은 도 1과 같이, 패널(1)에 융착 고정되어 있는 펀넬 (2)과 상기 펀넬(2) 에 봉입되어 있는 적, 녹, 청 3개의 전자빔(5)을 패널(1)쪽으로 방사시키는 전자총(6)과 상기 패널(1) 내면에 적, 녹, 청 3 색의 형광체가 도포되어 있어서 전자빔에 의해 각각의 색을 발광하는 형광막(3)이 있고, 상기 패널(1)에는 공극 형상의 구멍이 무수히 뚫린 새도우마스크(7)가 패널(1) 내면과 일정한 간격을 유지하도록 지지하는 프레임(8)으로 구성되어 있다.

이렇게 구성된 칼라음극선관은 전자총에 영상신호를 입력하면 전자총의 캐소드로부터 열전자가 방출되며 방출된 전자는 전자총의 각 전극에서 인가된 전압에 의해 패널 쪽으로 가속 및 집속과정을 거치면서 진행하며, 이때 전자는 패널의 네크부에 정착된 마그네트의 자계에 의해 전자빔의 진행경로가 조정되며 조정된 전자빔은 편향요크(9)에 의해 패널의 내면에 주사된다.

이렇게 편향된 전자빔은 패널의 내측면 프레임에 결합된 새도우마스크(7)의 미세 구멍을 통과하면서 색선별이 이루어지고 선별된 전자빔은 패널 내면 각각의 형광막(3)에 충돌하여 발광시킴으로써 영상신호를 재현한다.

상기한 음극선관에서 화상표시 품질의 중요한 특성으로서 휘도와 콘트라스트를 들수 있는데, 종래는 콘트라스트 특성을 향상시키기 위해 패널을 착색유리로 사용하여 그 광투과율을 40% 아래까지 저하시켜 무표시 때의 배경 화면의 외광반사를낮게 낮춘다든지 착색 코팅액을 패널 외면에 도포하므로써 외광반사를 낮추어 콘트라스트 특성을 향상시키고자 하였으나, 음극선관은 약 1E-7 이하의 고 진공을 유지하여야 함으로 패널 글라스 두께가 화면의 중심에서 주변부로 갈수록 두께가 두껍게 되는 패널의 주변부에서 형광막에서 발광되는 빛의 흡수율이 높아져 화면의 주변부와 중심부로 표시 화상의 휘도가 크게 달라 휘도의 균일성에 문제가 있다.

이를 극복하기 위해 주변 형광막의 발광 면적을 넓히는 방법이 있으나, 이때는 퓨리티 여유도 저하의 문제가 있으므로 발광 면적을 넓혀 휘도 균일성((B/U: Bright Uniformity)을 확보하기가 어렵다.

특히 최근에는 패널의 평면(Flat)화에 의하여 패널 글라스 두께가 화면의 중심에서 주변부로의 변화폭이 더욱 커짐에 따라 휘도의 균일성은 더욱더 심화되어지고 있다. 그리고 평면화한 칼라음극선관에 있어서, 페이스 플레이트(Face Plate)화면 전체를 균일하게 하는 것은 그 내부에 마련된 새도우마스크의 형상이든지 전자빔의 주사 방법이든지 칼라음극선관 제조방법을 특수한 것으로 할 필요가 있어 제조방법 등의 구조상의 제약이 많아 실제적으로는 실현이 곤란한 문제가 있다.

따라서 패널 내면과 형광막 사이에 각각의 형광체와 동일색의 칼라필터를 각 형광체에 대응되는 위치에 형성하여 휘도 및 콘트라스트를 향상시키는 방법을 사용하고 있다. 이와 같은 종래의 음극선관의 경우 광투과율은 35∼80%까지 다양하게 사용되고 있다. 이러한 방법은 특성상 우수한 점은 있으나 적, 청, 녹 각 필터의 패턴을 형성하여야 하기 때문에 공정이 복잡화되는 문제가 있어 청색필터로서 전면 도포하는 방법이 제시되어 있는데 이 경우 역시 평균투과율을 50∼80% 정도를 콘트라스트 조정을 위해 변화시킬 수 있다 .

그러나 청색필터만 적용시는 적색 영역의 흡수가 크므로써 백색 칼라 재현시 적, 청, 녹의 캐소우드에 인가되는 전류차가 심하고, 특히 적색의 휘도 저하가 심하여 화상 재현 포커스특성이 저하하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 청색필터에 적색안료를 적정하게 조성하여서된 도전성을 갖는 선택투과막을 형광막과 패널 내면 사이에 형성하여 적색 영역 광투과율을 높여주므로서, 적색영역이 청색필터 단독적용시 대비 625㎚에서 3∼20% 정도 높아지므로서 각 색간의 인가 전류차를 줄이면서 콘트라스트 특성을 향상 시킴과 함께 형광막내 2차 전자의 방출을 용이하게 하여 형광막내의 전자 정체의 방지에 따른 발광효율의 증대로 휘도 및 콘트라스트 특성을 동시에 향상시키는데 적합한 칼라음극선관을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 칼라음극선관의 구조도

도 2는 본 발명의 패널 내면에 도전성 선택투과망이 형성된 상태도

도 3은 청색안료 광투과 스펙트럼

도 4는 적색안료 광투과 스텍트럼

도 5는 본 발명의 청색필터에 적색안료 함량비의 증가에 따른 스펙트럼 변화상태도

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 선택투과막의 스펙트럼

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 패널 6 : 형광막 11 : 선택투과막

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 패널 내면에 블랙매트릭스막과 형광막이 형성된 것에 있어서, 상기 패널 내면과 형광막 사이에 도전성을 포함하는 선택투과막이 형성됨을 특징으로 하는 칼라음극선관의 영상표시 장치로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 패널 내면에 도전성을 포함하는 선택투과막이 형성된 상태를 나타낸 것이다. 이에 도시한 바와 같이, 패널(1) 내면에 블랙매트릭스막(10)이 형성되고, 형광막이 형성될 위치에는 먼저 도전성을 포함한 선택투과막(11)이 형성되고, 이어서 그 상면에 적, 청, 녹의 3색 형광막(3)이 형성된다. 본 발명은 상기한 구성과 같이 도전성을 포함하는 선택투과막(11)을 형성함으로써 휘도 특성과 콘트라스트 특성을 동시에 향상시킨다.

종래의 칼라음극선관에서는 전자총에서 방출된 잔자빔이 형광막에 충돌하여 형광물질에서 광에너지를 방출하고 발생되어지는 2차전자가 스크린 내에 정체되어 있으므로서 전자빔의 가속을 감소시키는 문제점이 있으나, 본 발명은 도 3의 광투과 스펙트럼과 같은 청색안료인 코발트블루와 도 4의 적색안료를 도 5와 같이 적정비율로 조합하여 음극선관에서 불필요한 영역인 585㎚ 영역의 광흡수성이 높은 선택성을 가지는 착색 필터특성을 가지며 여기에 0.5∼5wt%의 도전성이 우수한 인듐 옥사이드 (ITO)를 함께 사용한다.

도 5는 청색필터에 적색안료 함량비의 증가에 따른 스펙트럼 변화를 나타낸 것으로, 예를 들면 600㎚ 지점에서 하단의 그래프는 순수 청(blue)이고 위로 갈수록 청(blue)에 적(red)성분 함량을 상대적으로 많이 추가함에 따른 그래프를 표시한 것이다.

즉, 본 발명은 도 3에 나타난 바와 같이 청색안료인 코발트블루의 경우 적색영역의 광투과율을 저하시킴으로 인한 적, 청, 녹의 인가 전류 중에서 적색 전자총의 인가 전류가 높아지므로서 전류비의 불균형으로 동일 휘도에서의 포커스특성 저하를 유발시킨다,

따라서 본 발명은 도 4와 같은 적색안료를 도 5와 같이 조합하여 사용하므로서 청색안료막의 전류비의 불균형을 도 6과 같이 해결하고, 580㎚ 영역의 광투과율을 적(625㎚), 녹(530㎚), 청(450㎚) 주파장 영역의 평균 투과율보다 낮게 형성한 선택 투과성을 부여하여 시감도가 높은 560∼600㎚ 영역의 광흡수가 크기 때문에 입사되는 외부광이 가시광 영역의 균일한 투과율 제어에 비해 반사광이 줄어드는 효과가 있어 콘트라스트 특성이 높아진다.

즉, 종래의 경우는, 청색(blue)만 적용시 발생되는 적색(red)영역의 광흡수가 큼으로써 백색칼라 재현시 적, 청, 녹의 캐소우드에 인가되는 전류차가 심하고, 특히 적색의 휘도 저하로 화상재현 포커스특성 등의 저하가 있었으나, 본 발명은 청색안료에 적색안료를 함께 사용하므로서 적색 영역 광투과율을 높여 적색영역이 청색영역 단독 적용시 대비 625㎚에서 3∼20%정도 높아지므로서 각 색간의 인가전류를 줄이면서 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

그리고 적, 청, 녹 영역의 광투과 특성이 400∼650㎚ 내의 평균 광투과율에비해 높아 형광막에서 발광된 광의 투과 효율이 높아져 상대적 휘도 특성을 높일 수 있다. 따라서 본 발명의 선택투과막은 선택투과성과 함께 도전성을 가지기 때문에 두 효과를 동시에 부여하여 높은 특성 향상의 효과를 얻는다. 또한 본 발명은 패널의 광흡수율이 파장 580㎚에서 최대가 되도록 패널 내면에 칼라필터막과 도전막이 형성된 형광막을 얻을 수 있다.

이상의 선택투과막을 형성함에 있어서는 패널 내면에 블랙매트릭스막 형성 후 무기 청색안료, 무기 적색안료, ITO입자, 분산제를 이용하여 수(水)분산시킨 안료 분산액을 회전 도포하여 전면 필터막을 형성하며, 이때 사용되어지는 청색안료 대 적색안료의 성분비는 1:0.3∼0.05의 비율로 조합되어지며, 분산액 내에 안료 성분은 5∼10중량%, 도전성물질인 ITO 입자는 0.5∼5중량%, 약간의 분산제로서 (표 1)과 같이 조성되어 진다.

구 성 물 질	성분비
무기안료(청색안료:적색안료=1:0.05∼0.3)	5∼10중량%
ITO 분말	0.5∼5중량%
분산제	약 간
순수	80∼94중량%

다음은 실시예에 따라 설명한다.

패널 내면에 블랙매트릭스를 형성한 후 안료 분산액을 패널 내면에 주입하여 회전 도포법에 의하여 선택투과막을 형성하였다.이때 사용되는 안료 분산액은 청색 무기안료인 코발트블루와 적색 무기안료인 산화철, 도전성 물질인 ITO가 일정비율로 혼합된 상태의 금속산화물로서 평균 입자크기 0.2㎛ 이하의 입자들을 계면활성제와 함께 불밀 등의 기계적 방법과 분산제에 의한 화학적 방법을 이용하여 콜로이드 수준으로 분산시킨다.

안료 분산 슬러리 조성

코말트블루, 산화철 : 10중량%

ITO : 2중량%

계면활성제 : 0.1∼3중량%

순수 : 85중량%

이때 코말트블루와 산화철의 혼합비에 의해 광학 특성이 제어되어지며 ITO의 혼합비로 도전성을 제어하여 발광 효율을 향상시킬 수 있다.

수(水)분산한 안료 분산액은 2∼20cp 정도의 점도를 가지며 패널 내면에 150∼399 r.p.m 의 속도 시핀 아웃시켜 전면 도포 후 건조하여 투광성을 갖는 선택투과막을 형성한다.

아래 (표 2)의 광학특성 비교에서 적용 전 대비 적용시 휘도와 콘트라스트 특성 향상을 알 수 있다.

안료 성분비	휘도(%)	콘트라스트(%)	칼라(%)	비고
코발트	산화철	ITO
0	0	0	100	100	100	80% 투과율
9	1	2	110	110	102

이상에서와 같이 본 발명은 청색필터에 적색안료를 적정하게 조성하여서된 도전성을 갖는 선택투과막을 형광막과 패널 내면 사이에 형성하여 적색 영역 광투과율을 높게하여 적색영역이 청색 단독 적용시 대비 625㎚에서 3∼20% 정도 높아지므로서 각 색간의 인가 전류차를 줄이면서 콘트라스트 특성을 향상 시킴과 함께 형광막내 2차 전자의 방출을 용이하게 하고 형광막내의 전자 정체를 방지하여 발광효율의 증대로 휘도특성을 향상시키는데 적합한 칼라음극선관을 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 청색안료인 코발트블루(CoO-Al₂O₃)와 적색안료(Fe₂O₃)와 도전성 물질인 인듐 -틴-옥사이드(ITO)를 포함하여서된 선택투과막이 패널내면과 형광막 사이에 형성됨을 특징으로 하는 칼라음극선관의 영상표시 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   청색안료대 적색안료의 성분비가 1: 0.05∼0.3인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 영상표시 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   청색안료와 적색안료와 도전성물질의 입자크기가 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 영상표시 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   선택투과막은 580㎚의 광투과율이 450㎚. 530㎚, 625㎚ 의 평균 광투과율보다 낮은 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 영상표시 장치.