KR970006718B1 - 칼라브라운관 3색 형광면 형성시 회수형광체의 재사용방법 - Google Patents

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Description

칼라브라운관 3색 형광면 형성시 회수형광체의 재사용방법

제1도는 종래의 회수형광체에 대한 처리공정도.

제2도는 본 발명의 회수형광체에 대한 처리공정도.

제3도는 안료 부착량과 반시율 그래프.

제4도는 종래의 신품형광체와 회수형광체의 반사 스펙트럼.

제5도는 초기사용 신품형광체의 반사 스펙트럼.

제6도는 재가공 형광체의 반사 스펙트럼.

제7도는 안료부착량을 높인 신품형광체의 반사 스펙트럼.

제8도는 신품형광체와 재가공품 형광체를 혼합한 형광체의 반사 스펙트럼.

본 발명은 칼라 브라운관용 형광체에 관한 것으로, 특히 형광체에 부착하는 안료의 부착력을 높게함과 함께 형광면 현상시 회수한 형광체의 안료를 완전 박리하고 재부착하는 번거로움이 없이 간단한 공정으로 재사용하는데 적합한 칼라 브라운관 형광면 형성시 회수한 형광체의 재사용 방법에 관한 것이다.

통상적으로 칼라 브라운관은 그 기본구성으로서 전면 유리인 판넬의 내면에 녹, 청, 적색으로 발광하는 3색 형광체로 되는 형광면이 있다.

이 형광면은 폴리비닐알콜을 주성분으로 하는 용액에 형광체가 현탁된 감광성 형광체 현탁액을 회전하는 판넬의 내면에 주입해서 도포하고, 이 회전하는 판넬을 기울여서 과잉의 현택액을 제거하고 건조해서 상기 현탁액의 피막을 형성한 다음, 섀도우 마스크를 끼워서 섀도루 마스크의 구멍을 통하여 자외선을 조사(照射)해서 현탁액의 피막을 감광시킨다.

그후 순수로 현상해서 감광되지 않은 부분을 제거함으로써 형광체 패턴이 형성된다. 이런 녹, 청, 적 3색 형광체에 대해서 이와같은 과정의 반복하는 것에 의해 3색 형광막을 얻게된다.

그런데 상기 과정중 현상공정에서 제거되는 형광체의 양은 현탁액의 피막형성에 사용된 형광체의 70∼80%이고, 실제 형광막으로 형성되는 양은 20∼30%에 불과하다. 따라서 상기 현상공정에서 제거되는 형광체를 회수하여(이하 회수형광체라 함) 재사용할 수 있도록 하는 처리방법(이하 재가공이라 함)이 여러가지로 연구되고 있다.

그러나 회수 형광체 재가공시에는 회수형광체 속에 형광체 현탁액 조합에 사용된 폴리비닐알콜등 각종 첨가제가 포함되어 있다.

특히 안료부착 형광체의 경우는 현탁액 조합 및 도포공정에서의 교반등으로 인하여 안료가 처음의 부착량보다 상당량 박리되어 제4도와 같이 신품형광체 보다 반시율이 높아진다.

이와같은 현상은 종래 기술에서 안료 부착 신품형광체 제조시 형광체 코어를 순수에 분산시키고, 안료결착제로서 젤라틴과 함께 안료를 투입하여 교반한 후 저온으로 급강히, 젤라틴을 경화시켜 안료를 부착함으로서 안료부착력이 약하고 현상과정에서 온수에 젤라틴이 용해되어 안료가 박리되기 때문이다.

또한 회수한 형광체를 재가공하여 사용코자할때 형광체 현탁액 조합시 첨가된 폴리비닐알콜 등의 이물질을 제거하기 위하여 온수로 세척하면 젤라틴이 용해되어 안료가 박리되어 그대로 사용할 수 없게 된다.

따라서 이를 개선하기 위해 일본 특허 공고 소 59-111349에서는 제1도에 도시한 바와같이 회수형광체를 가열한 알카리 수용액과 혼합 교반해서 안료를 완전히 박리, 세척한 후 신품형광체(1a)와 동일한 방법으로 안료를 재부착하여 재가공 형광체(1b)를 완성하고, 이를 신품형광체(1a)와 일정 비율로 폴리비닐알콜 등의 첨가제와 함께 순수에 분산시켜 형광체 현탁액을 만들어 공지의 공정(도포,노광,현상)을 통해 칼라 브라운관 판넬에 형광면을 형성하게 된다.

그러나 이와같은 종래 기술은 현상공정에서 제거되는 회수형광체를 재가공 처리하는데는 형광체 현탁액 조합과 도포 및 회수과정에 혼입되는 각종 이물질과 함께 안료를 박리한 후 다시 안료를 재부착하는 복잡한 과정이 필요하고, 또한 안료를 형광체 코어와 완전히 분리하기 위해서는 안료와 형광체 코어의 침강속도차를 이용해야하므로 장시간의 침전시간을 필요로하고, 안료부착량을 신품형광체와 동일하게 하기 위한 안료부착공정 관리가 매우 까다로운 동의 문제점이 있다.

또한 근래에는 텔레비젼의 대형화 및 고품위화에 따라 화면 품위 향상을 위해 형광체의 안료부착량을 증가하는 추세이므로 재가공시 안료를 모두 박리, 재부착하는 것은 재료의 손실 측면도 크다.

또한 박리된 안료와 사용된 알카리등의 화공약품이 수질오염등의 환경공해를 야기하게 되므로 이를 정제 및 처리를 해야하는 등의 문제가 있다.

본 발명의 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 회수형광체 재가공시 안료 박리 및 안료재부착의 복잡한 과정없이 간단히 재가공 처리할 수 있도록 한 칼라 브라운관 형광면 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 안료부착 형광체의 안료부착력이 강하고 온수에서도 녹지 않는 안료결착제를 사용함으로써 달성될 수 있다.

이하 본 발명을 설명한다.

먼저 신품형광체 제조에 있어서는 원료혼합, 소성 및 수세를 거쳐 코어형광체를 만들고, 코어형광체에 대하여 0.1∼2.5중량%의 안료와 0.02∼0.45중량%의 아크릴로니트릴(acrylonitrile)과 카르복시레이티드(carboxylated) 아크릴의 공중합체인 라텍스 50% 용액을 가하고, 형광체에 비하여 2∼3배의 순수속에서 6∼8시간 동안 교반한후 2시간 정지하여 침전시키고, 건조로에서 120∼180℃의 조건으로 15∼20시간 건조하여 수분증발과 함께 라텍스를 가열경화시켜 안료부착 신품형광체를 만든다. 여기서 건조온도가 낮거나 시간이 짧으면 라텍스 경화가 불충분하고, 온도가 너무 높거나 시간이 길면 라텍스 물성이 변한다.

이 안료부착 신품형광체를 종래 기술과 동일한 방법으로 폴리비닐알콜 등과 혼합하여 형광체 현탁액을 만들고, 이를 칼라 브라운관 판넬 내면에 주입하여 도포한 후 노광 및 현상을 하여 형광면을 형성하고, 현상시에 제거되는 미노광부의 형광체는 회수한다.

그리고 제2도에 도시한 바와같이 회수형광체를 온순수로 세척 및 건조하여 재가공 처리한다.

이와같이 재가공 처리한 형광체의 반시율을 측정하고, 별도로 준비한 반시율이 낮은 상기에서 설명한 조성물로 된 신품형광체(2a)와 재가공 형광체(2b)의 일정 비율로 혼합하고, 종래 기술과 같이 현탁액 제조, 도포, 노광 및 현상공정을 3색 형광체에 대하여 반복 실시하여 칼라 브라운관 형광면을 형성한다.

본 발명에서 신품형광체(2a)는 가열 경화된 라텍스에 의하여 안료가 강하게 부착되어 있으므로 도포된 형광체의 회수과정에서의 안료박리는 물론 재가공시 폴리비닐알콜 등의 이물질을 제거하기 위한 세척 공정등에서의 안료 박리가 일어나지 않아 신품형광체와의 분광반시율 차이가 매우 작으므로 재가공시 안료를 재부착할 필요가 없다.

그러나, 형광체의 안료부착량을 조절하여 형광체 분말의 외광반사를 줄여서 텔레비젼 화면의 콘트라스트를 향상시키는 것은 텔레비젼 화면에 큰 영향을 미친다.

또한, 형광체에서 안료량이 다소라도 줄어지면 형광체의 표면색의 채도가 낮아지고, 텔레비젼 화면을 껐을때의 품위도 떨어지게 되는 매우 중요한 문제이다.

본 발명에서는 실험을 통하여 평균 입경 5∼10㎛의 형광체 표면에 평균입경 약 0.8∼1.0㎛의 안료를 부착했을때 안료부착 형광체의 분광반사율(R)은 안료부착량(P)에 대하여 지수함수적으로 반비례한다는것을 제3도와 같이 밝혀내고, 반시율 15∼17% 사이에서 지수가 0.54인 것을 알 수 있었다.

즉, 반시율 R=A/P^0.54이다(여기서 A는 안료의 종류, 입경, 분산상태등에 따라 결정되는 상수).

이와같은 본발명의 재가공 형광체는 도포, 회수 및 재가공 과정에서 다수의 안료가 박리되어 형광체 입지의 분광반시율이 상승할 수 있다.

따라서 이런점을 보완하기 위해 안료부착량을 증가시켜 반시율을 낮추고, 형광체 현탁액 조합시는 다음의 관계식을 써서 신품형광체(2a)와 재가공 형광체(2b)의 반시율에 따라서 신품형광체：재가공형광체의 혼합비를 결정한다.

목표 반사율(R)=(R2a×X+R2b×Y)^0.54

단, R2a：신품형광체의 반시율

X：신품형광체의 혼합비

R2b：재가공 형광체의 반시율

Y：재가공 형광체의 혼합비

즉, 신품형광체(2a)와 재가공 형광체(2b)의 분광 반시율을 측정한후 목표반시율(R)에 따라서 상기 식에 의해서 두 형광체를 혼합하면 형광체는 10㎛ 이하의 미세한 분말이고, 안료는 형광체의 1/10 이하의 미분말이므로 형광체에 안료 부착량을 조절하여 반시율을 조정하는 것과 동일한 효과로 안료 부착형광체를 만들 수 있다. 다음은 실시예에 따라 설명한다.

은부활 황화아연(ZnS:Ag) 청색 발광 형광체 코어 10kg을 251의 순수속에서 교반하면서 10배의 순수속에서 분산시킨 청색 안료 알루민산 코발트 용액 75ml와 라텍스용액 2ml를 가하고, 6시간 교반한후 140℃의 전기 건조로에서 20시간 처리한후, 350메쉬를 통고시켜 안료부착 형광체를 만들어 반시율을 측정한 결과 제5도와 같이 500nm의 파장에서 반시율이 36%였다.

이렇게 제조된 형광체를 폴리비닐알콜을 주성분으로 하는 용액에 현탁시킨 형광체 현탁액을 만들고, 이를 도포, 노광 및 현상을 거쳐 부라운관의 형광면을 제작하고, 현상공정에서 제거된 미노광부의 형광체는 원심분리하여 탈수후 85℃ 온도의 순수에서 24시간 교반, 배수를 3회 실시하였다.

그리고 120℃의 전기로에서 8시간 건조후 350메쉬체를 통과시켜 재가공 처리하였다.

이에 따라 재가공 형광체의 반시율을 측정한 결과 제6도와 같이 600nm의 파장에서 반시율이 37.2%였다.

한편 상기한 재가공 형광체와 혼합 사용할 신품형광체에 안료 부착량을 증가하여 만든 결과 제7도와 같이 분말 반시율이 31%였다.

따라서 상기한 (1)식에 의하여 분말 반시율이 36% 첨가되게 하기 위해 신품형광체 1kg과 재가공 형광체 830g을 혼합한후 반시율을 측정한 결과 제8도와 같이 36.2%로 나타나 실용적으로 목표로한 36%와 거의 동일하게 되었다.

이상에서와 같이 라텍스를 써서 안료를 부착한 형광체는 종래의 형광체와 같이 형광체 현탁액의 교반, 도포, 회수과정의 안료박리로 인하여 회수형광체의 반시율이 신품형광체의 반시율 보다 현저히 높아지는 일이 없고, 재가공 과정에서도 가열 경화된 라텍스의 안료 결착력이 강하여 안료박리가 거의 일어나지 않으므로 반시율 변화가 매우 적다.

따라서 재가공시 안료를 박리하고 재부착하는 번거로움이 없이 재가공 형광체(2b)와 신품형광체(2a)의 반시율을 측정하여 이들 두 형광체의 혼합비를 계산하여 적절히 혼합함으로써 간단히 원하는 반시율을 가진 안료 부착 형광체를 만들수 있다. 이 형광체를 써서 형광면을 형성한 칼라 브라운관은 콘트라스트가 높아 텔레비젼 화면을 보기좋게 한다.

또한, 신품형광체(2a)와 재가공 형광체(2b)의 혼합비를 임의로 조정하고자 할때는 신품형광체(1b)의 안료부착량을 적절히 조정하여 반시율을 적절히 맞춤으로써 간단히 목적을 달성할 수 있을 뿐만 아니라 안료 박리 및 재부착을 위한 약품도 사용되지 않으므로 원가 절감뿐만 아니라 환경오염의 문제도 전혀 없게 된다.

Claims (3)

1. 형광체 코어, 안료, 아크릴로니트릴(acrylonitrile)과 카르복시레이티드(carboxylated) 아크릴의 공중합체인 라텍스와 안료로 구성된 형광체를 폴리비닐알콜과 혼합하여 형광체 현탁액을 만드는 제1공정과, 상기 현탁액을 판넬에 도포한후, 노광 및 현상하여 형광면을 형성하고, 현상시는 제거되는 미노광부의 형광체를 회수하여 회수된 형광체를 세척, 건조하는 재가공으로 이루어진 제2공정과, 제2공정을 통한 재가공 형광체(2b)를 제1공정에서의 조성물로 된 신품형광체(2a)와 혼합하는 제3공정과, 이렇게 혼합된 형광체를 제1공정과 같은 현탁액을 만들어 상기한 제2공정, 제3공정을 되풀이 하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 칼라 브라운관 3색 형광면 형성시 회수 형광체의 재사용방법.
2. 제1항에 있어서, 재가공 형광체(2b)와 신품형광체(2a)의 혼합비가

   R=(R2a×X+R2b×Y)^0.54

   R：혼합 형광체의 목표반시율

   R2a：신품형광체의 반시율

   X：신품형광체의 혼합비

   R2b：재가공 형광체의 반시율

   Y：재가공 형광체의 혼합비

   임을 특징으로 하는 칼라 브라운관 3색 형광면 형성시 회수 형광체의 재사용방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 신품형광체(2a)는 코어형광체에 대하여 0.1∼2.5중량%의 안료와 0.02∼0.45중량%의 아크릴로니트릴과 카르복시레이티드 아크릴의 공중합체인 라텍스 50% 용액을 가하고, 형광체에 대해 2∼3배의 순수로 침전하고, 건조후 가열 경화시켜서 됨을 특징으로 하는 칼라 브라운관 3색 형광면 형성시 회수 형광체의 재사용방법.