KR910001866B1 - 칼라수상관의 인광스크린 제조방법 및 그 감광성 내식막 조성물 - Google Patents

칼라수상관의 인광스크린 제조방법 및 그 감광성 내식막 조성물 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

칼라수상관의 인광스크린 제조방법 및 그 감광성 내식막 조성물
제1도는 본 발명에 따른 인광스크린을 가진 칼라수상관의 부분절개 사시도이다.
제2도는 블랙 매트릭스내의 구멍형상의 등근정도를 나타내는 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 퍼넬 16 : 인라인전자총
12 : 앞면판 16a, 16b, 6c : 전자총
13 : 새도우 마스크 17 : 넥크
14 : 등근구멍 18 편향코일
15 : 인광스크린 19 : 블랙매트릭스
20 : 인광도트
본 발명은 칼라수상관에 관한 것으로서, 특히 선명도가 양호한 인장스크린의 제조방법과 이러한 방법에서 사용되는 낮은조도 노출용의 감도와 해상도가 개선된 감광성 내식막 조성물에 관한 것이다.
칼라수상관의 인광스크린은 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출시키는 도트(dot)나 스트라이프(stripe)형상의 인광층과 인광층사이에 형성된 빛 흡수층을 가지고 있다.
일반적으로 빛흡수층의 형상은 다음과 같은 방법에 의해 형성된다.
첫째로, 수상관의 앞면판의 내부표면에 감광성수지액을 얇게 피복시킨다. 이러한 피복물은 건조되어서 수지막으로 된다.
둘째로, 수지막은 점모양 또는 선모양의 광원에서 부터 다수의 원형 또는 장방형의 구멍을 가진 새도우 마스크를 통해 나오는 빛에 노출되어 진다.
수지막의 노출된 부분은 빛에 경화되어서 불용성의 감광성 내식막층으로 되고 그리고 노출되지 않은 부분은 빛에 경화되지 않은채로 존재하게 된다.
칼라수상관의 전자총에서 부터 나오는 전자비임의 궤적에 대응하는 위치에 인접하는 수지막상에 빛의 궤적을 발생시키기 위하여 광원은 전자총의 편향중심에 대응하는 위치에 설정된다.
유리나 투명 플라스틱으로된 수정렌즈가 광원과 새도우 마스크사이에 설치되어 있다.
이후에 수지막은 따뜻한 물의 분사에 의해 현상되고, 노출되지 않은 수지막은 분사에 의해 제거되며, 앞면판의 내부표면의 대응하는 부분은 노출되게 된다. 이러한 상태에서, 흑연과 같은 그러한 빛흡수성 검은물질을 포함하는 슬러리가 앞면판의 내부표면상에 피복된다.
이후에 슬러리는 건조되어서 빛흡수막으로 되고, 그리고 이 막은 박리제와 접촉하게 된다. 이때 빛에 경화된 수지는 박리제에 의해 팽창하게 되고 그리고 부서지게 된다.
이후 다른 따뜻한 물을 분사시키면 부서진 수지막과 그것의 삽위에 있는 빛흡수막이 제거되고 그리고 이부분에서의 앞면판의 내부표면이 노출되게 되며, 빛흡수막의 다른 부분은 그냥 그대로 존재하게 된다. 이에의해 도트형이나 스트라이프형의 블랙매트릭스가 형성된다.
최근에 칼라수상관은 종래의 TV 용도외에 마이크로 컴퓨터등과 같은 OA 기기의 단말기등을 포함하는 여러분야에서 널리 이용되고 있다. 이러한 용도에서는 종래의 것과 비교하여서 인광스크린의 선명도가 양호한 것이 요구되고 있다.
실제상의 크기는 칼라수상관의 크기에 따라 변화한다. 예로서 14인치 스크린의 경우에 종래형에서는 호올피치 (인접하는 도트사이의 간격)가 0.6mm이었으나 정교한 스크린의 경우에는 그것은 0.2mm이고, 그리고 크기는 3개이다.
이러한 요구조건을 만족시키기 위해 미합중국 특허 제3,917,794호에 기술된 것과같이 4,4'-비스아자이드스틸벤-2,2'-디설폰산의 나트륨염, 폴리비닐피롤리돈 및 접착촉진제(결합제)로서 N-β(아미노에틸) γ-아미노 프로필트리메톡시실란을 함유하는 감광성 내식막 조성물이 사용된다.
한편, 감광성 내식막 표면상의 조도는 감광성 내식막이 직경이 작은 창을 가진 광원에서 부터 고선명도에 대응하게 구멍이 작은 새도우 마스크를 통과하는 빛에 노출되기 때문에 이러한 형태의 정교한 인광스크린을 제조하는 동안 크게 감소되어 진다.
상기한 14인치 스크린의 칼라수상관의 경우에 1KW의 광원이 사용되면 감광성 내식막 표면에서의 조도는 종래의 것에 비해 10% 이하로 감소된다.
예로서 호울피치가 0.6mm인 종래형 인광스크린용 감광성 내식막 표면상의 노출조도는 1.7mW/cm2이지만, 호울피치가 0.2mm인 정교한 인광스크린용 감광성 내식막 필름표면상의 노출조도는 0.13mW/cm2이다.
노출양을 같게하기 위해 노출시간을 종래의 처리방법과 비교하여 10배로 증가시키면 같은 형상의 패턴을 얻을 수가 있다.
그러나 실제상에 있어서, 노출시간을 증가시키면서 노출을 많이 시키면 경화된 감광성 내식막의 두께가 증가되지 않게된다.
따라서 도트의 크기가 요구조건에 부응하지 않게되는 문제점이 생기게 된다. 이러한 현상의 원인이 분명하지는 않지만 감광성 수지의 상반측 불궤 현상과 그리고 수지막과 앞면판 내부표면의 밀착력이 미묘한 관계로 되어져 있다고 추정할 수 있다.
그러나, 종래의 방법으로는 정교한 블랙매트릭스 패턴을 정확하게 형성시키는 것이 어렵고, 그리고 이러한 감광성 수지의 감지도와 해상도로는 정교한 스크린을 만들 수가 없다.
본 발명의 목적은 정교한 블랙매트릭스 패턴을 형성시키는 방법을 제공하고 그리고 정교한 블랙매트릭스패턴을 형성시키는데 적합한 감광성 내식막 조성물을 제공하는 것이다.
그러므로 본 발명은 앞면판의 내부표면상에 감광성 내식막을 형성시키고, 광원에서 나와 다수의 구멍을 가진 새도우 마스크를 통과하는 빛에다 감광성 내식막을 노출시키며, 감광성 내식막에다 빛흡수막을 형성시키고 그리고 박리제를 사용하여 노출되어 경화된 감광성 내식막곽 경화된 감광성 내식막상의 빛흡수막을 제거하는 단계로된 칼라수상관의 인광스크린을 형성하는 방법을 제공한다.
감광성 내식막은 디아조디페닐아민의 포르말린 축합 생성물의 인산염, 2,5-비스(4'-아자이드-2'-설포벤질리덴)사이클로펜타논 및 그 염, 폴리비닐알콜, 및 폴리비닐피롤리돈으로 구성되어 있다.
또 본 발명은 디아조디페닐아민의 포르말린 축합 생성물의 인산염, 2,5-비스(4'-아자이드-2'-설포벤질리덴)사이클로펜타논 및 그 염, 폴리비닐알콜, 및 폴리비닐피롤리돈으로 구성된 감광성 내식막 조성물을 제공한다.
감광성 내식막의 감지도와 접착성을 개선시키기 위해 본 발명자는 미합중국 특허 제4,491,629, 일본특개소 58-143338, 58-143339, 58-143340, 60-203933호에 나타난 것과같이 폴리비닐알콜과 디아조화합물이 있는 미합중국 특허 제3,917,794호에 나타난 감광성 내식막 조성물의 혼합물로 구성된 감광성 내식막 조성물을 제안했었다.
4,4'-비스아자이드스틸벤-2,2'-디설폰산의 나트륨염보다 감지도가 더 양호한 아자이드 화합물로 2,2-비스(4'-아자이드-2'-설포벤젤리덴)사이클로펜타논과 그 염 화합물로 구성된 일본특공소 58-5094호에 나타난 감광성 내식막 조성물이 제안되어졌다.
상기한 두종류의 감광성 내식막 조성물은 낮은조도 노출상태에서는 그 감지도가 개선되어 졌지만 낮은조도 노출에서의 해상도에는 문제점이 아직도 남아있다.
즉 잔존하는 빛에 경화된 내식막의 두께가 낮은조도 노출에 기인하여 계속 얇은상태로 있기 때문에 패턴의 가장자리부분에서 부분적으로 핀구멍이 생기게 된다.
결과적으로 흑연필름이 벗겨질때 밑에 있는 내식막이 부족하기 때문에 가장자리 부분에서의 해상도가 나쁘다는 문제점이 계속남게된다
본 발명자는 낮은조도 노출에서도 해상도가 양호한 감광성 내식막 화합물을 개발했다. 이 화합물은 특정한 디아조와 아자이드 화합물의 결합물이다.
블랙 매트릭스용으로 사용되는 종래형의 감광성 내식막 조성물용으로 4,4'-비스아자이드스틸벤-2,2-디설폰산의 나트륨염이 미합중국 특허 제3,917,794호에 기술된 것과같이 가교제로서 사용될 수 있다.
그후 일본특공소 48-57094에 기술된 것과같이 2,5-비스(4'-아자이드-2'-설포벤질리덴)사이클로펜타논의 나트륨염이 감광성 내식막 조성물의 감지도를 개선시키기 위해 가교제로 사용될 수 있다.
그러나, 낮은조도 노출하에서 상기한 감광성 내식막 조성물의 감지도가 낮기 때문에 그러한 조성물이 정교한 인광스크린에 적용되는데는 어려움이 있다.
본 발명자는 감지도와 해상도가 양호한 감광성 조성물로는 가교제로서 디아조디페닐아민의 포르말린 축합 생성물의 인산염과 2,5-비스 (4'-아자이드-2'-설포벤질리덴)사이클로펜타논의 나트륨염의 혼합율이 좋다는 것을 알았다.
본 발명에 따른 감광성 내식막 조성물의 낮은조도 노출하에서 감지도와 해상도가 양호한 이유는 감광성 내식막 조성물의 빛흡수 효율이 증가되기 때문이다. 이러한 것은 본 발명에 따른 감광성 내식막 조성물을 사용하여 낮은조도 노출하에서 두께가 충분한 감광성 내식막을 얻을 수 있다는 실험적인 사실에 기인한다.
가교제로서 4,4'-비스아자이드스틸벤-2,2'-디설폰산염의 나트륨염을 포함하는 종래형의 감광성 내식막 조성물의 스펙트럼 감지도가 약 335nm에서 최고의 감지도를 가지고, 그리고 감광성 내식막 조성물의 감지영역은 220 내지 430nm의 영역에 존재한다.
부가적으로 가교제로서 2,5-비스(4'-아자이드-2'-설포벤질리덴)사이클로펜타논의 나트륨염을 포함하고 그리고 이전의 것보다 감지도가 더 개선된 다른 종래형의 감광성 내식막 조성물의 스펙트럼 감지도는 약 370nm에서 최고이고 그리고 감광성 내식막 조성물의 감지영역은 250 내지 460nm 범위내에 달한다.
반면에 본 발명에 따른 감광성 내식막 조성물의 스펙트럼 감지도는 약 385nm에서 최고이고, 그리고 감지영역은 200 내지 550nm 범위이다. 공지된 것과같이 광원용으로 사용되는 수은 방전등에서 방사되는 빛의 최고 방사는 365nm와 435nm 파장에서 생긴다. 435nm 파장의 빛이 365nm 파장의 빛보다 더 강하게 방사되어진다.
결과적으로 본 발명의 감광성 내식막 조성물은 그것의 최고 감지도가 종래형의 감광성 내식막 조성물과 비교해 볼때 광원의 최고 방사에 더 가깝기 때문에 낮은조도 노출하에서 양호한 해상도를 가진다.
본 발명의 감광성 내식막 조성물은 노출조도의 조건이 0.3mW/cm2 이하, 양호하기로는 0.3mW/cm2 내지 0.005mW/cm2 일때에도 적용 가능하다. 이러한 감광성 내식막 조성물이 낮은조도 노출하에서 개선된 감지도와 해상도를 가지기 때문에 정교한 블랙매트릭스 패턴을 형성시키기 위해 상기의 조성물을 사용할 수 있다.
첨부도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
제1도에 도시된 것과같이, 본 발명에 따른 칼라수상관은 퍼넬 (11), 퍼넬 (11)의 앞면에 형성된 앞면판(12), 앞면판(12)의 내부 표면에 피복된 인광스크린(15)과 인접하게 마주하도록 앞면판(12)의 내측에 배치된 둥근구멍(14)을 가진 새도우 마스크(13), 그리고 넥크(17)에 수장되어 있고 그리고 3개의 전자비임을 방출시키는 선형으로 배치된 3개의 전자총(16a), (16b), (16c)을 가진 인라인 전자총(16)으로 구성되어 있다.
편향코일(18)은 퍼넬에 설치되어 있다.
인광스크린(15)은 블랙매트릭스(19)와 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출시키는 3개 한벌의 인광도트(20)를 구성하고 있다.
블랙매트릭스(19)는 하기의 방법으로 구성된다.
먼저, K-90(가프회사 상품명)인 플리비닐피롤리돈 50중량부, EG-40(니폰고세이 주식회사 상품명)인 폴리비닐알콜 12.5중량부, 2,5-비스(4'-아자아드-2'-설포벤질리덴)사이클로필타논 Na 5중량부 그리고 디아조디페닐아민의 포르말린 축합 생성물의 인산염 0.5중량부를 물 4000중량부에다 용해시킨다.
감광성 내식막액은 접착촉진제로서 γ-아미노 프로필트리히드록시실란(니폰우니카 제품의 A-1106인 실란 결합제)의 탈수된 축합 생성물 5중량부를 첨가하여 만들었다.
그리고, 감광성 내식막 수지액을 14인치 칼라수상관의 앞면판의 내부표면에 피복시킨후 건조시켜서 두께0.6μm인 감광성 내식막을 형성시켰다.
그다음에 감광성 내식막은 마스크의 호울직경이 0.09mm이고 마스크의 호울피치가 0.2mm인 새도우 마스크를 경유하여 노출되게 한다. 이때 광원의 조도는 앞면판 패널의 내부표면에서 0.13mW/cm2이고, 그리고 노출시간은 20초이다.
상기에서 빛은 수은방전등의 광원에서 나와 폭 1mm인 사각형상의 창을 통과하는 빛이다. 빛은 직경 1mm인 등근 구멍의 창을 통해 나오는 빛과 동등하다. 스크린의 크기에 따라 직경 0.5 내지 2.Omm인 광원이 사용될 수 있다. 따뜻한 물로 현상시킨후 흑연슬러리를 앞면판의 내부표면에 피복시키고 그리고 이때 건조시켜 혹연필름을 형성시킨다.
그다음에 15%의 설파민산 수용액에 약 60초 동안 앞면판을 침지시킨후 그것에다 따뜻한 물을 분사시킨다. 이와같이 함에 의해 호울의 직경이 80μm인 양호한 블랙매트릭스가 패널의 전체 표면상에 형성되어 진다.
부수적으로, 비교예에서와 같이 표 1의 감광성 내식막액이 만들어지고 그리고 유사한 시험의 결과가 표 2에 도시 되어져 있다
[표 1]
Figure kpo00001
[표 2]
Figure kpo00002
그리고 이때 블랙매트릭스의 호울형상을 비교하여 그 결과를 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure kpo00003
제2도에 도시된 것과 같이 호울형상의 둥글은 △t의 값으로 평가되었다.
△t의 값이 비교예 2의 경우에 전체 패널표면상에 컸기 때문에 블랙매트릭스의 외관에서 임의적으로 관측되었다.
이러한 현상의 원인이 분명하지는 않지만 그것은 하기의 이유때문인것으로 보여진다.
비교예 2에서의 내식막의 경우에 낮은조도 노출에서 현상된후 감광성 내식막 패턴의 두께는 상반측 불궤의 효과(감지도의 감소)에 기인하여 얇게된다.
감광성 내식막 패턴의 블랙매트릭스의 뒤이은 슬러리 피복물을 건조시키는 동안 더 간단하게 건조되기 때문에 박리제가 그것과 접촉되어도 내식막 패턴의 부분적인 부서짐이 발생되지 않는다. 부분적인 부서짐이 생기지 않는것은 호울형상이 좋지않기 때문인것으로 간주된다
표 4는 14인치 스트라이프형 칼라수상관용의 마스크 피치가 0.6mm인 새도우 마스크를 경유하여 패널 내부표면에서의 조도가 1.7mW/cm2인 선형의 광원램프를 사용하여 블랙매트릭스의 규정된 크기를 얻기위해감광성 내식막을 노출시키는 시간을 나타낸다.
[표 4]
Figure kpo00004
또한 이때 블랙매트릭스의 호울형상을 상기와 같은 식으로 비교하여 그 결과를 표 5에 나타낸다.
[표 5]
Figure kpo00005
본 발명의 감광성 내식막 조성물에서, 가교제로서 디아조디페닐아민의 포르말린 축합 생성물의 인산염과2,5-비스(4'-아자이드-2'-설포벤질리덴)사이클로펜타논 및 그 염의 비율은 무게비 1 : 5 내지 1 : 15, 양호하기로는 1:7 내지 1 : 13의 좁은 범위내로 제한된다
즉, 비율을 상기의 범위내로 제한하여 낮은조도 노출동안 감지도와 해상도가 양호한 감광성 내식막 조성물을 얻을 수가 있다.
상기 비율이 1:7 이하로 되면 블랙매트릭스에서 호울 결합현상이 발생되기 쉽고, 그리고 1 : 13을 초과하면 감지도와 해상도가 불량하게 된다.
또한, 수용성 수지로서 폴리비닐알콜과 플리비닐피롤리돈의 비율은 무게비 1 : 1 내지 1 : 8, 양호하기로는1:2 내지 1 : 6의 좁은 범위내로 제한되어 진다
상기 비율이 1:2 이하이면 해상도가 감소되고, 그리고 1 : 6을 초과하면 접착력이 낮은조도 노출에서 감소되기 때문에 해상도가 저하되게 된다.
본 발명이 상기한 것과 같이 사용되면 낮은조도 광원을 사용하여 정교한 칼라수상관의 인광스크린을 형성시킬때 종래의 것보다 노출시간을 감소시킬 수 있고 그리고 동시에 매우 정화한 패턴을 형성시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 디아조디페닐아민의 포르말린 축합 생성물의 인산염과 2,5-비스(4'-아자이드-2'-설포벤질리덴)사이클로펜타논 및 그 염이 약 1 : 5-1 : 15의 무게비로 포함되어 있고 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리덴이 약1 : 1-1 : 8의 무게비로 포함되어 있는 용액을 만들고, 수산관 앞면의 내부 표면에 용액의 층을 피복시켜 감광성 내식막을 형성시키며, 광원에서 나와 다수개의 구멍이 있는 새도우 마스크를 통과하는 빛에다 감광성 내식막의 선정된 부분을 노출시켜서 그 부분을 경화시키고, 감광성 내식막의 표면에다 빛 흡수막을 피복시키며, 그리고 감광성 내식막의 경화된 부분과 그 경화된 부분상의 빛 흡수막의 겹쳐지는 부분을 제거하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 칼라수상관의 인광스크린 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 노출시키는 단계가 선정된 부분의 표면에 약 0.005mW/cm2 내지 약 0.3mW/cm2의 조도를 공급시키기 위해 광원에서 부터 충분한 조도를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 디아조디페닐아민의 포르말린 축합 생성물의 인산염 ; 가교제로서 2,5-비스(4'-자이-2'-설포벤질리덴)사이클로펜타논 및 그 염 ; 폴리비닐알콜 ; 및 폴리비닐피롤리돈의 부각혼합물을 포함하고 있는 감광성 내식막 조성물에 있어서, 디아조페닐아민의 포르말린부가 생성물의 인산염과 2,5-비스(4'-아자이드2'-설포벤질리덴)사이클로펜타논 및 그 염의 무게비가 약 1 : 5-1 : 15이며, 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈의 무게비가 약 1 : 1-1 : 8인 것을 특징으로 하는 감광성 내식막 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 디아조디페닐아민의 포르말린 축합 생성물의 인산염 대 2,5-비스(4'-아자이드.
    2'-설포벤질리덴)사이클로판타논 및 그 염과의 비율이 무게비로 1:7 내지 1 : 13의 범위내인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 폴리비닐알콜 대 폴리비닐피롤리돈의 비율이 무게비로 1 : 2 내지 1 : 6의 범위내인것을 특징으로 하는 조성물.
KR1019880000510A 1987-01-22 1988-01-21 칼라수상관의 인광스크린 제조방법 및 그 감광성 내식막 조성물 KR910001866B1 (ko)

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