KR20030060682A - 선택투과막이 형성된 칼라 음극선관용 패널 및 그선택투과막의 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관의 패널에 관한 것으로, 이는 패널 내면에 블랙매트릭스를 형성한 후, 그 상단에 무기 안료인 코발트블루와 흑색물질인 흑연성분을 포함하는 선택투과막을 도포 형성한 다음, 그 상단에 적녹청의 형광막을 형성시켜 구성하므로서, 패널 내면에 도포 형성된 BM층에 도포된 선택투과막을 통해 광반사의 영향이 큰 550nm-620nm영역을 선택적으로 흡수할 수 있고, 흑연의 가시광영역에서의 균일한 광흡수 특성을 이용하여 가시광 영역에서의 전체 광투과 특성의 제어가 용이하므로서, 이에 따른 음극선관의 중요특성인 휘도 및 콘트라스트 특성을 향상시킴과 동시에, 균일한 투과율의 제어가 용이한 탁월한 효과가 있다.

Description

선택투과막이 형성된 칼라 음극선관용 패널 및 그 선택투과막의 형성방법{Method for formation choice transmission membrane and color CRT panel formative the choice transmission membrane}

본 발명은 칼라 음극선관의 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패널 내면에 블랙매트릭스를 형성한 후, 그 상단에 무기 안료인 코발트블루와 흑색물질인 흑연성분을 포함하는 선택투과막을 도포 형성한 다음, 그 상단에 적녹청의 형광막을 형성시켜 구성하므로서, 칼라 음극선관의 주발광 파장영역인 450nm, 530nm, 625nm 에서의 발광효율에 영향을 미치지 않으면서, 광반사의 영향이 큰 550nm-620nm영역을 선택적으로 흡수할 수 있고, 또한 흑연의 가시광영역에서의 균일한 광흡수 특성을 이용하여 가시광영역에서의 광투과 특성 제어가 가능하므로서, 이에 따른 음극선관의 휘도 및 콘트라스트 특성의 제어가 용이한 칼라 음극선관에 관한 것이다.

일반적으로 칼라 음극선관(Color Cathode Ray Tube)은, 전기신호를 전자빔 작용에 의해 영상이나 도형, 문자 등의 광학적인 상(象)으로 변환하여 표시하는 것으로, 이는 도 1 에 도시한 바와 같이, 주사된 전자빔(3)의 충돌시 발광하여 시각적인 정보로 변환시키는 3원색(적(R), 녹(G), 청(B)) 형광체가 내면에 도포된 유리재의 패널(panel)(1)과, 상기 패널(1)의 내측단에 고정되는 지지프레임(7)과, 상기 지지프레임(7)에 결합되어 편향된 전자빔(3)이 정해진 위치의 상기 형광체 형광면으로 주사되도록 홀이 형성된 섀도우마스크(shadow mask)(6)와, 상기 패널(1)에 고정되어 벌브(bulb)형태의 진공용기를 이루며, 내부에 내장흑연이 도포된 유리재의펀넬(funnel)(2)과, 상기 펀넬(2)의 네크부(2a)에 장착되어 영상정보를 표시하는 전기신호에 따라 R, G, B 3개의 전자빔을 발사하는 전자총(4)과, 상기 펀넬(2) 네크부(2a) 외측에 장착되어 상기 전자총(4)으로부터 발사되는 전자빔(3)을 상하좌우로 편향시켜 상기 패널(1)에 2차원적으로 재생되도록 하는 편향요크(deflection yoke)(5)와, 상기 편향요크(5)에 의해 편향된 전자빔(3)이 외부자계에 대한 영향을 받지않도록 상기 펀넬(2) 내에 장착된 인너실드(8)로 구성되어 있어, 상기 전자총(4)으로부터 주사되는 전자빔(3)을 상기 편향요크(5)에 의해 상하좌우로 편향되어 상기 섀도우마스크(6)를 통해 상기 패널(1) 내에 도포된 3원색 형광체에 충돌하여 상기 형광체를 발광시켜 상기 패널(1)에 화상이 형성되게 된다.

또한, 도 2 에 도시한 바와 같이, 상기 패널(1) 내면에는, 전자빔(3)의 타격에 의해 적(G), 청(B), 녹(G)의 빛을 발광하는 각각의 형광체(10R, 10B, 10G)가 블랙매트릭스층(이하 BM층이라 함)(9) 사이에 스트라이프 혹은 도트형태로 도포되며, 이는 R, G, B 각각에 해당하는 형광화소로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 칼라 음극선관에서 양호한 화상표시품질을 나타내기 위해서는, 휘도와 콘트라스트가 중요한 특성을 차지하고 있으며, 이러한 화상표시품질의 중요한 특성인 휘도와 콘트라스트(contrast)를 향상시키기 위해 도 3 에 도시한 바와 같이, 착색유리를 사용하여 그 광투과율을 40% 아래까지 저하시켜 무표시 때의 배경화면의 외광 반사를 낮게 낮추거나, 또는 착색 코팅액을 패널 외면에 도포시켜 외광반사를 낮추게 하였으나, 음극선관은 약 1*10^-7이하의 고진공을 유지하여야 하기 때문에, 패널글래스 두께가 화면의 중심에서부터 주변부로 갈수록 두께가 두껍게 되어 패널의 형광막에서 발광되는 빛이 주변부에서 흡수되는 흡수율이 높아져 화면의 주변부와 중심부와의 표시화상의 휘도가 크게 달라 휘도의 균일성에 문제가 있었으며, 상기의 문제를 해결하기 위해 주변의 형광막 발광면적을 넓히는 방법을 사용하였지만, 상기한 방법의 경우에는 퓨리티 여유도가 저하되는 문제점이 있어 발광면적을 넓혀 휘도 균일성을 확보하는데 매우 어려운 문제점이 있었다.

더욱이 상기한 문제점과 함께, 최근에는 패널의 평면(flat)화에 따른 패널글래스 두께가 화면의 중심에서 주변부로의 변화율 폭이 더욱 커짐에 따라 휘도의 불균일성은 더욱더 커지게 되는 커다란 문제점으로 대두되었다.

또한, 상기 평면 칼라 음극선관의 경우, 페이스 플레이트의 두께를 화면 전체로 균일하게 하는 것은 그 내부에 마련된 새도우 마스크의 형상, 또는 전자빔의 주사방법 등 칼라 음극선관의 제조방법을 특수한 것으로 할 필요가 있으며, 이러한 음극선관을 제조할 경우 상기 음극선관의 제조방법이나 구조상에 제약이 많이 따르게 되어 실제적으로는 실현이 불가능한 문제점에 당면해 있으며, 이러한 문제점을 해결하는 것이 현재 당면한 과제이다.

따라서, 현재의 경우 음극선관 패널 내면과 형광막 사이에 각각의 형광체와 동일색의 칼라필터를 상호 대응되는 위치에 형성하여 휘도, 콘트라스트를 향상시키는 방법을 사용하고 있지만, 상기한 방법은 휘도 및 콘트라스트의 특성을 향상시키는데 우수한 점은 있으나, 적(R), 녹(G), 청(B) 각 필터를 상기 형광체와 대응위치에 형성시켜야 하기 때문에, 이에 따른 제조공정이 복잡해져 제조원가의 상승과 함께, 생산성이 저하되게 되는 문제점이 있다. 또한 상기 문제점을 개선하기 위해 청색필터로서 전면도포를 하여 칼라 음극선관을 제작하는 방법이 제시되었으나, 이는 도 3 에 도시한 바와 같이, 콘트라스트 특성을 높이기 위해 필터막을 짙게 만들 경우, 적색영역의 흡수가 크게 증가하게 되어 백색 칼라 재현시 적, 녹, 청의 캐소드에 인가되는 전류차가 심하고 특히 적색의 휘도 저하가 심하게 되어 화상재현 및 포커스 특성 등의 저하로 인한 특성 저하가 초래되는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 개선하기 위해 청색 안료에 적색 안료를 함께 사용하기도 하는데, 이 때는 적색안료의 경우 짙게 사용할 경우 500nm이하 파장영역의 광흡수가 급격히 증가되어 청색의 칼라이동을 유발시키고 휘도 저하를 유발시키는 커다란 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 패널 내면에 형성된 BM층 상단에 도포 형성된 선택투과막을 통해 칼라 음극선관의 주발광 파장영역인 450nm, 530nm, 625nm 에서의 발광효율에 영향을 미치지 않음과 동시에, 광반사의 영향이 큰 550nm-620nm영역을 선택적으로 흡수할 수 있고, 흑연의 가시광영역에서의 균일한 광흡수 특성을 이용하여 가시광 영역에서의 광투과 특성의 제어가 가능하므로서, 이에 따른 음극선관의 휘도 및 콘트라스트 특성 향상 및 균일한 투과율의 제어가 용이하도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 칼라 음극선관의 개략도.

도 2 는 도 1 의 칼라 음극선관의 패널 형광막 구조도.

도 3 은 종래 패널의 틴트글래스 및 청색필터에 대한 광투과 스팩트럼변화를 나타낸 상태도.

도 4 는 본 발명의 칼라 음극선관의 패널 구조도.

도 5 는 본 발명의 구성요소인 선택투과막의 흑연성분 증가시 광투과 스팩트럼변화를 나타낸 상태도로서, 도 5a 는 청색안료의 광투과 스팩트럼변화를 나타낸 것이고, 도 5b 는 흑색안료의 광투과 스팩트럼변화를 나타낸 것이며, 도 5c 는 평균투과율에 대한 스팩트럼변화를 나타낸 것이다.

도 6 은 청색안료의 안료량변화에 따른 광투과 스팩트럼변화를 나타낸 상태도.

도 7 은 본 발명인 칼라 음극선용 패널 구조의 다른 실시예도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 1a. 패널 9. BM(블랙매트릭스)층 12, 12a. 선택투과막

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 칼라 음극선관은, 소정의 광투과율을 가진 패널(1)의 내면에 BM층(9)이 형성되고, 상기 BM층(9) 상단에 발광화소인 적(R), 녹(G), 청(B) 형광막이 형성된 칼라 음극선관용 패널에 있어서;

상기 패널(1) 내면에 형성된 BM층(9) 상단 전면(全面)에 무기안료인 코발트블루(CoO-Al₂O₃)와 흑색물질인 흑연(C)이 혼합된 선택투과막(12)이 형성되어 있고, 상기 선택투과막(12) 상단에 상기 발광화소인 적(R), 녹(G), 청(B)의 형광막이 형성된 구성이다.

이하, 본 발명의 칼라 음극선용 패널에 대하여 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명의 칼라 음극선용 패널의 구조를 나타낸 것이고, 도 5 는 본 발명의 구성요소인 선택투과막의 코발트블루 및 흑연성분에 대한 광투과 스팩트럼변화를 나타낸 상태도로서, 도 5a 는 청색안료의 광투과 스팩트럼변화를 나타낸 것이고, 도 5b 는 흑색안료의 광투과 스팩트럼변화를 나타낸 것이며, 도 5c 는 평균투과율에 대한 스팩트럼변화를 나타낸 것이다.

또한, 도 6 은 청색안료의 안료량변화에 따른 광투과 스팩트럼변화를 나타낸 상태도이다.

본 발명의 칼라 음극선용 패널(1a)은, 종래의 칼라 음극선용 패널 구조인 패널(1) 내면에 도포된 BM층(9)과, 상기 BM층(9) 상단에 형성시킨 적(R), 녹(G), 청(B)의 형광막 사이에 선택투과막(12)을 형성시킨 것으로, 이를 부가하여 상세히 설명하면, 도 4 에 도시한 바와 같이, 패널(1a) 내면에 형성된 BM층(9) 상단 전면(全面)에 무기안료인 코발트블루와 흑색물질인 흑연이 혼합된 혼합안료 분산액을 도포 건조하여 선택투과막(12)을 형성한 다음, 상기 형성된 선택투과막(12) 상단에 발광화소인 적, 녹, 청(R, G, B) 형광막을 형성한 것으로서, 상기 선택투과막(12)의 선택투과특성을 설명하면 다음과 같다.

상기 BM층(9) 상단에 흑연과 함께 적정비율로 수분산되어 선택투과막(12)을 형성하고 있는 청색안료인 코발트블루의 경우, 도 5a 에 도시된 청색안료의 광투과 스팩트럼변화와 같이, 칼라 음극선관에서의 불필요한 영역인 585nm영역의 광흡수성을 높힘과 동시에, 적색 영역의 광투과율이 많이 낮아지지 않게 585nm 영역의 광투과율중 약 70-85% 정도의 투과율을 가지고, 또한 상기 흑색안료인 흑연의 경우, 도 5b 에 도시된 흑색안료의 광투과 스팩트럼변화와 같이, 가시광선의 각 파장영역에서 투과율 차이가 거의 없어 가시광선영역의 전체 투과율 조절이 유리하며, 특히 적색영역 투과율이 청색영역보다 약간 높은 투과율을 가지고 있어, 청색안료와 조합시 청색 안료의 전면 필터 형성에 따른 문제인 적색의 인가 전류 상승을 줄여 전체투과율을 제어하므로서, 도 5c 에 도시한 바와 같이, 평균투과율 40-90% 영역에서 필터의 각파장별 투과율패턴을 거의 변화시키지 않고 조절할 수 있어, 이에 따른 음극선관의 콘트라스트 특성 및 휘도 특성의 향상과 함께, 상기 특성들을 제어하기가 매우 용이하다.

또한, 적색영역의 광투과율을 저하시켜 음극선관의 콘트라스트 조절을 위해 청색안료인 코발트블루의 안료량을 증가시키게 되면, 도 6 에 도시된 바와 같이, 적색영역의 광투과율과 녹색 및 청색영역의 광투과율 차이가 급격해지면서 칼라 음극선관을 구동할 경우, 적(R), 녹(G), 청(B)의 3색 전자총에 인가된 전류 중 상기 적색(R) 전자총의 인가전류가 높아져 전류비의 불균형으로 인한 동일 휘도에서의 포커스 특성이 저하되게 된다. 따라서, 본 발명은 적색영역의 투과율저하를 적게 하면서 선택성을 유지하는 범위로 청색안료인 코발트블루를 조합하고, 여기에 흑색안료인 흑연성분으로 전체적인 평균투과율을 낮추게 함과 동시에, 청색안료막의 전류비 불균형을 해결하면서 콘트라스트 특성을 높여 주어 칼라 음극선관의 광학 특성을 확보할 수 있다.

이하, 본 발명의 패널구조를 형성하기 위한 패널 내면의 BM층 상단에 선택투과막을 형성시키는 방법에 대하여 상세히 설명한다.

패널(1a) 내면에 형성된 BM층(9) 상단에 선택투과막(12)을 형성시키기 위해 무기청색안료인 코발트블루(CoO-Al₂O₃) 2∼4wt%, 흑색안료인 흑연(C) 0.05∼0.8wt%, 막 특성을 향상시키기 위한 소량의 첨가제, 순수 94∼98wt%을 첨가 수분산시켜 혼합안료 분산액을 형성하는 혼합단계와;

상기 패널(1a) 내면에 형성된 BM층(9) 상단 전면(全面)에 상기 혼합안료 분산액을 도포하여 선택투과막(12)을 형성하는 단계와;

상기 선택투과막(12) 상단에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광막을 형성시키므로서, 상기 패널(1a) 내면에 BM층(9), 선택투과막(12), 3색 형광막(R, G, B)의 순으로 형성되도록 하는 단계를 이룬다.

상기와 같은 선택투과막 형성방법에 따른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

실시예

패널(1a) 내면에 형성된 BM층(9) 상단에 선택투과막(12)을 형성시키기 위하여 우선, 평균입자크기가 0.2㎛이하인 코발트블루(CoO-Al₂O₃) 2∼4wt%와, 평균입자크기가 0.2㎛이하인 흑연(C) 0.05∼0.8wt%와, 소량의 첨가제와, 순수(H₂O) 94∼98wt%을 각각 혼합하여 수분산시켜 점도 2∼10cp 정도의 혼합안료 분산액을 형성한 다음, 150∼300r.p.m의 속도로 회전하는 스핀도포법을 이용하여 패널(1a) 내면에 형성된 BM층(9) 상단 전면(全面)에 일정두께로 도포한 후 일정시간동안 건조하므로서, 투광성을 갖는 선택투과막(12)이 형성되게 되고, 상기와 같이 형성된 선택투과막(12) 상단에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광막을 형성시키므로서, 상기 패널(1a) 내면에 BM층(9), 선택투과막(12), 3색 형광막(R, G, B)의 구조가 형성되게 된다.

아래 표 1 은 패널(1a) 내면에 형성된 BM층(9) 상단에 선택투과막(12)을 형성시키기 위한 혼합안료 분산액의 구성성분비를 나타낸 것이고, 표 2 는 본 발명의 패널(1a)내에 도포된 선택투과막(12)의 적용전과 적용후의 휘도 및 콘트라스트 특성을 비교한 칼라 음극선관 광학 특성 비교표를 나타낸 것이다.

구성 물질	성분비
무기안료(청색안료, 코발트블루)	2 ∼ 4 중량%
흑연	0.05 ∼ 0.8 중량%
첨가제	약간
순수	94 ∼ 98 중량%

구분	휘도	콘트라스트	Color	휘도균일성	비고
종래	100%	100%	100%	80%	80%투과율
본발명	100%	110%	102%	90%

상기한 표 2에서 대비된 것과 같이 선택투과막(12)이 적용된 칼라 음극선관이 상기 선택투과막(12)이 적용되지 않은 칼라 음극선관에 비해 콘트라스트 및 휘도균일성을 기준으로 각기 약 10%의 향상이 있음을 알 수 있다.

도 7 은 본 발명인 칼라 음극선용 패널 구조의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이는 패널(1a) 내면에 형성된 BM층(9)과 이웃한 BM층(9)의 일정간격사이에 무기안료인 코발트블루와 흑색물질인 흑연이 상호 혼합된 선택투과막(12a)이 각각 형성되어 있고, 상기 형성된 선택투과막(12a) 상단에 발광화소인 적(R), 녹(G), 청(B)의 형광막이 형성된 구성이다.

이상에서와 같이 선택투과막이 적용된 본 발명에 따른 칼라 음극선관의 경우, 패널 내면에 형성된 BM층 상단에 도포 형성된 선택투과막을 통해 광반사의 영향이 큰 550nm-620nm영역을 선택적으로 흡수할 수 있고, 흑연의 가시광영역에서의 균일한 광흡수 특성을 이용하여 가시광 영역에서의 전체 광투과 특성의 제어가 용이하므로서, 이에 따른 음극선관의 중요특성인 휘도 및 콘트라스트 특성을 향상시킴과 동시에, 균일한 투과율의 제어가 용이한 탁월한 효과가 있다.

Claims (8)

1. 소정의 광투과율을 가진 패널의 내면에 블랙매트릭스층이 형성되고, 상기 블랙매트릭스층 상단에 발광화소인 적(R), 녹(G), 청(B) 형광막이 형성된 칼라 음극선관용 패널에 있어서;

   상기 패널 내면에 형성된 블랙매트릭스층 상단 전면(全面)에 무기안료인 코발트블루(CoO-Al₂O₃)와 흑색물질인 흑연(C)이 혼합된 선택투과막이 형성되어 있고, 상기 선택투과막 상단에 상기 발광화소인 적(R), 녹(G), 청(B)의 형광막이 형성된 것을 특징으로 하는 선택투과막이 형성된 칼라 음극선관용 패널.
2. 패널 내면에 형성된 블랙매트릭스층 상단에 선택투과막을 형성시키기 위해 무기청색안료인 코발트블루(CoO-Al₂O₃) 2∼4wt%, 흑색안료인 흑연(C) 0.05∼0.8wt%, 막 특성을 향상시키기 위한 소량의 첨가제, 순수 94∼98wt%을 첨가 수분산시켜 혼합안료 분산액을 형성하는 혼합단계와;

   상기 패널 내면에 형성된 블랙매트릭스층 상단 전면(全面)에 상기 혼합안료 분산액을 도포하여 선택투과막을 형성하는 단계와;

   상기 선택투과막 상단에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광막을 형성시켜 상기 패널 내면에 블랙매트릭스층, 선택투과막, 3색 형광막의 순으로 형성되도록 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널에 형성된 선택투과막의 형성방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 패널 내면에 형성된 블랙매트릭스층과 이웃한 블랙매트릭스층의 일정간격사이에 무기안료인 코발트블루와 흑색물질인 흑연이 혼합된 선택투과막이 각각 형성되어 있고, 상기 형성된 선택투과막 상단에 발광화소인 적, 녹, 청의 형광막이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 선택투과막이 형성된 칼라 음극선관용 패널.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 선택투과막은 585nm와 500nm의 광투과율 차이가 3∼10% 범위에 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 선택투과막이 형성된 칼라 음극선관용 패널.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 청색무기안료인 코발트블루의 평균입자크기가 0.2㎛이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널에 형성된 선택투과막의 형성방법.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 흑색안료인 흑연의 평균입자크기가 0.2㎛이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널에 형성된 선택투과막의 형성방법.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 혼합안료 분산액의 점도는 2∼10cp 인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널에 형성된 선택투과막의 형성방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 선택투과막은 580nm의 광투과율이 450nm, 530nm, 625nm의 평균 광투과율보다 낮은 것을 특징으로 하는 선택투과막이 형성된 칼라 음극선관용 패널.