KR0150507B1 - 눈부심감소 중성밀도 코팅막을 구비하는 음극선관 및 면판패널상의 이러한 코팅막 형성방법 - Google Patents

Abstract

음극선관(21)은 외표면에 표면 반사 감소 중성 밀도 코팅막을 갖는 면판패널(27)을 구비한다. 상기 코팅막은 리튬 실리게이트 재료, 적어도 두가지의 광 감쇄 재료 및 적량의 마모 저항 재료를 함유하며, 상기 마모 저항 재료는 별도의 성분으로 또는 광 감쇄 재료와 혼합되어 첨가된다. 상기 광 감쇄 재료는 카본 블랙 슬러리, 흑색 잉크, 청색 잉크, 흑색 염료 및 청색 염료로 구성되는 군에서 선택된다. 또한, 코팅막을 형성시키는 방법도 설명된다.

Description

눈부심 감소 중성 밀도 코팅막을 구비하는 음극선관 및 면판 패널상의 이러한 코팅막 형성 방법

제1도는 본 발명에 따른 음극선관의 부분 종단면도.

제2도는 제1도의 2-2라인을 따른 음극선관 면판에 대한 확대 단면도.

제3도는 코팅되지 않은 제어 패널을 구비한 다수 면판 패널 및 다른 혼합물 레벨의 새로운 코팅막을 갖는 기타 다수 패널에 대한 파장에 따른 스펙트럼 반사율 그래프.

제4a도 내지 제4c도는 반사각을 함수로 하는 440nm, 550nm 및 600nm 의 각 파장에 대한 스펙트럼 반사율 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 음극선관 27 : 유리 면판 패널

31 : 형광 스크린 37 : 눈부심 감소 중성 밀도 코팅막

39 : 면판 패널의 외표면

본 발명은 음극선관(CRT) 면판 패널의 외표면상에 눈부심(glare)을 감소시키는 중성 밀도 코팅막을 갖는 음극선관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이러한 코팅막의 형성 방법에 관한 것이다.

음극선관(CRT) 면판 패널의 외표면상의 중성 밀도 코팅막은 어두운 유리면판을 대체할 수 있는 저비용 부품으로 음극선관에 디스플레이된 이미지의 콘트래스트를 증가시키는데 효율적이다. 중성 면판 코팅막에 눈부심 감소 특성을 부여하는 방법은 종래 기술로 널리 알려져 있고, 일례로써 1975.8.5에 Brown등에게 허여된 미합중국 특허 제3,898,509호에 개시되어 있다. 상기 특허에서, 약 4중량 퍼센트(wt.%)카본을 함유한 인디어 잉크(india ink)와, 리튬 폴리실리케이트(lithium polysilicate)로 이루어진 코팅액이 CRT면판의 외표면에 스프레잉되어서, 면판의 전체 투광율을 69%(코팅되지 않은 경우에서 42%로 감소시켜 눈부심 감소를 제공한다. 투광성 감소 효과는 코팅 화합물의 광 감쇄성 물질의 양에 따라 변화된다.

본 명세서에 사용되는 눈부심 감소라는 용어는 주변 광원의 반사 이미지에 대한 휘도 및 해상도의 감소를 뜻한다. 주변 광원으로 부터의 눈부심은 음극선관 면판상의 이미지에 대한 시청을 방해하므로 시청자에게 불쾌감을 준다.

1976.2.24에 Deal등에게 허여된 미합중국 특허 제3,940,511호에는 상기 인용된 미합중국 특허 제3,898,509호에 설명된 것과 유사한 코팅 화합물이 개시되어 있으며, 이들은 코팅막의 카본 입자에 의한 코팅막의 바람직하지 않은 색조를 보상하거나 코팅막에 소망의 색조를 제공하기 위한 색상 보정 염료의 추가 여부에 의해 구분된다.

상기 인용된 특허에 개시된 각 중성 밀도 코팅막에 대한 결점은 코팅막에 기계적, 화학적 강도를 감소시키는 안료가 포함되어 있다는 것이다. 따라서 상기 코팅막은 낮은 마모 저항을 가지므로 주변 요소에 의해 손상되기 쉽다.

마모 저항성 물질 이외에 최소한의 유기 첨가제 및 접합제로 코팅액을 만들어 중성 밀도 코팅막을 형성하는 방법에 관한 볼 발명의 과제는, 코팅막이 주변 손상 요소에 의해 쉽게 영향받을 가능성을 감소시키고, 일정 범위내 스펙트럼 반사율을 용이하게 얻을 수 있게 하는 것이다.

본 발명에 따른 음극선관은, 외표면이 눈부심 감소 중성 밀도 코팅막을 갖는 면판 패널을 구비한다. 상기 코팅막은 리튬 실리케이트 물질, 적어도 두가지의 광감쇄성 물질 및 절약의 마모 저항성 물질을 함유하며, 상기 마모 저항성 물질은 상기 광 감쇄성 물질과 혼합되거나 또는 별도의 구성물로서 제공된다. 광 감쇄성 물질은 카본 블랙 슬러리, 흑색 잉크, 청색 잉크, 흑색 염료 및 청색 염료로 구성되는 군(group)에서 선택된다. 본 발명은 면판 패널에 코팅액을 도포하는 방법도 또한 포함한다.

본 발명을 첨부 도면과 관련하여 더욱 상세하게 설명한다.

제1도에 도시된 음극선관(21)은 퍼넬부(25)와 일체형의 네크부(23)를 갖는 진공 유리 덮개(envelop)를 구비한다. 유리 면판패널(27)은 불투명 유리 실(seal)(29)을 통해 상기 퍼넬부(25)와 결합된다. 형광 불질로 형성된 형광 스크린(31)이 면판 패널(27)의 내표면에 구비된다. 제2도에 상세히 도시된 바와같이 예를 들어, 알루미늄과 같은 광 반사성 금속 필름(33)이 형광 스크린(31)상에 증착된다. 형상 스크린(31)은 전자총(35)의 전자빔에 의해 주사된 경우에 면판 패널(27)을 통하여 시청될 수 있는 형광 이미지를 발생할 수 있다. 새로운 눈부심 감소 중성 밀도 코팅막(37)이 면판 패널(27)의 외표면(39)에 구비되어 면판 패널(27)을 통하여 시청되는 이미지의 콘트래스트를 개선시킨다.

눈부심 감소 중성 밀도 코팅막(37)은 1990.10.23에 Deal에게 허여된 미합중국 특허 제4,965,096호에 개시되어 있는 눈부심 감소 코팅막과 유사하지만, 새로운 코팅막은 콜로이드 실리카(colloidal silica)가 없는 종래 기술의 코팅막보다 마모 저항을 현상시키는 적량의 콜로이드 실리카를 함유하고 있다는 점에서 다르다.

실링된 진공 음극선관(21)의 면판 패널(27) 외표면(39)은 먼저. 린트(lint), 오일, 찌꺼기 등을 제거하기 위해 사용된 널리 알려진 스카우어링(scouring)방법 및 세척 방법 중 한 방법으로 면판 패널 외표면이 긁히지 않도록 조심스럽게 청소된다. 공업용 스카우어링 혼합물로 면판 패널 외표면을 문질러 닦고나서 물로 헹구는 것이 바람직하다. 상기 외표면은 2∼8wt.%의 암모늄 비플루오라이드 용액으로 스워빙(swabbing)되므로써 에칭되고 나서 탈이온수로 헹궈지고 워터 마크(water mark)를 방지하기 위해 에어 커튼을 사용하여 건조된다. 상기 면판 패널을 오븐이나 기타 다른 적절한 수단으로 약 30∼80℃에서 가열되고, 리튬 폴리실리케이트와 적량의 마모 저항성 물질과 적어도 두가지의 광 감쇄성 물질로 이루어진 수용액으로 코팅되며, 상기 마모 저항성 물질은 광 감쇄성 물질의 구성 성분 또는 코팅막의 별도 구성물로 제공되고 상기 광 감쇄성 물질은 카본 블랙 슬러리, 흑색 잉크, 청색 잉크, 흑색 염료 및 청색 염료로 구성되는 군에서 선택된다. 리튬 폴리실리케이트는 SiO₂대 LiO₂의 비율이 약 4:1 내지 25:1사이에 있는 리튬 안정화된 실리카 졸(lithium-stabilized silica sol)이다. 상기 졸은 실질적으로 히드록실 이외에는 다른 이온이 없다. 상기 리튬 안정화된 실리카 졸은 솔벤트 용해된 화합물인 리튬 실리케이트 용액과는 실질적으로 다르다. 리튬-졸 코팅액은 2차 가열후 건조되어 리튬 실리케이트 코팅막을 형성하게 된다. 상기 코팅막은 스프레잉과 같은 종래 과정에 의해 한 층 또는 여러 층으로 구비될 수 있다. 상기 코팅막은 대기중에서 건조되고 나서 주변 온도(약 22℃)보다 15∼60℃높은 온도로 가열된다. 상기 코팅막은 약 50∼60℃의 따뜻한 물로 15∼60초 동안 또 한번 세척된다. 상기 코팅막은 코팅막상에 린트 또는 기타 다른 외부 입자 증착을 방지하기 의해 대기중에서 주의 깊게 건조된다.

상기 코팅막은 눈부심을 감소하는 특성 즉, 반사광을 스캐터링하는 특성을 갖는 동시에, 이미지 콘트래스트와, 마모 저항성 물질을 포함하지 않은 코팅막의 마모 저항성을 개선시킨다.

[실시예 1]

먼지, 오일, 찌꺼기 등을 제거하기 위해 종래의 스카우어링 방법 및 세척 방법으로 진공 CRT(21)면판 패널(27)의 외표면(39)을 청소한다. 상기 외표면을 5wt.%암모늄 이플루오르화물 용액으로 약간 에칭시킨후 탈이온수로 세척한다. 그다음 CRT의 면판은 30∼80℃범위내에서 가열되고, 상기 따뜻한 유리 면판 표면상에 새로운 액체 코팅 혼합물을 스프레잉한다. 상기 코팅 혼합물은 다음 성분을 혼합하므로서 형성된다.

: E. I. DuPont Company, Wilmington DE.로부터 시판되는 28.4g(10.4wt. %)의 리튬 폴리실리케이트 48 와, 0.6g(0.2wt.%)의 흑색 염료를 함유하며, CDI BS1 5188로 CDI Dispersions, Newark, N. J에 의해 시판되는 29g(10.6wt.%)의 착색 혼합물

:후술될 15g(5.5wt.%)의 카본 슬러리

:228.5g(83.9wt.%)의 물

상술된 코팅 형성에 사용된 카본 슬러리는 다음 물질들을 함유한다.

:ICI America Inc., Wilmington, DE,로부터 시판되는 Brij 35 SP와 같은 0.3wt.%의 계면 활성제

:Ligno Tech. USA, Greenwich, CT,로부터 시판되는 Marasperse CBA-1 또는 CBOS-3과 같은 1.2wt.%의 분산매

:30wt.% 수산화 암모늄과 같은 1.5wt.%의 염기성 용액

:Cabot Corp., Waltham, MA.로부터 시판되는 BP-1300과 같은 4.4wt.% 카본

:마모 저항을 증가시키기 위한, E. I. DuPont Company, Wilmington DE,로부터 시판되는 Ludox, AM과같은 7.5wt.%의 콜로이드 실리카

:나머지 양의 탈이온수

상기 코팅액은 대기중에서 건조된 후 가열되어 더욱 경화된다. Calrod 히터와 같은 적외선 히터 소자가 사용되는 경우, 유리 표면은 주변 온도보다 높게 15~60℃ 온도에서 2~4 분 동안 가열된다. 그러나 유리 표면을 가열하는데 오븐을 사용하는 경우에, 음극선관은 15∼30분 동안 또는 오븐 온도가 85°에 도달할 때까지 오븐에 넣어둔다. 그리고나서, 약 15∼60초 동안 따뜻한 탈이온수(50∼60℃)로 음극선관을 세척한 후 건조시킨다.

[실시예2]

제1코팅 혼합물은 다음 성분을 혼합시키므로써 형성된다.

:실시예1에서 설명된 CDI BS15188로 판매되는 29g(10.6wt.%)의 폴리실리케이트 48과 흑색 염료 혼합물

:실시예1에서 설명된 것과 같은 24.5g(9wt.%)의 카본 슬러리

:219g(80.4wt.%)의 물

상기 코팅액을 실시예1에서 설명된 방법으로 도포하고 건조시켜 면판의 외표면상에 DARK 70 GLOSS코팅막을 제공한다.

[실시예3]

제3혼합물은 다음 성분을 혼합하므로써 형성된다.

:실시예1에서 설명된 29g(10.6wt.%)의 CDI BS15188

:상기 기술된 39.5g(14.5wt.%))카본 슬러리

:204g(74.9wt.%)의 물

상기 코팅액을 실시예1에서 설명된 방법으로 도포하고 건조시켜 DARK 70 GLOSS HC(하이 콘트래스트)코팅막을 제공한다.

[실시예4]

어떠한 어두운 안료도 포함하고 있지는 않지만 표준 눈부심 방지(Standard Aniti-Glare : STD AG70 GLOSS)코팅막을 제공하는 대조 코팅액은 다음 성분을 혼합하므로써 제공된다.

:E. I. DuPont Company, Wilmington, DE,로부터 시판되는 28.4g(10.4wt.%)의 폴리실리케이트 48

:244.1g(89.6wt.%)의 물

본 발명에 따른 코팅액에서, 리튬 롤리실리케이트 48의 농도는 1∼20wt.%에서 변화 가능하지만 8.86∼10.5wt.%에서 변화하는 것이 바람직하며, 블랙 슬러리의 농도는 1∼30wt.%에서 변화 가능하지만 5.5∼14.5wt.%에서 변화하는 것이 바람직하다. 0.1∼0.4wt.%)로 변화될 수 있는 흑색 염료외에도 약 0.03wt.%의 청색 염료를 혼합물에 추가하여 카본 때문에 발생되는 갈색 색조를 제거할 수 있다. 이 청색 염료는 여러 소스에서 쉽게 얻을 수 있는 청색 메틸렌이다.

제3도에는 새로운 코팅막중에서 선택된 코팅막에 대한 스펙트럼 반사율이 일군의 곡선들로 도시되어 있으며, 기준치를 나타내는 코팅되지 않은 면판은 곡선1로 도시되어 있다. 곡선 2는, 상기 인용 참증된 미합중국 특허 제4,965,096호와 실시예4에서 설명된 처리에 따라 형성되는, 어두움 염료를 포함하고 있지 않은 표준 눈부심 방지 코팅막을 나타낸다. 곡선 3 과 4 는 상술된 실시예 3 과 2 각각의 새로운 코팅막 형성 방법에 따라서 이루어지며 카본 블랙 슬러리의 함유량만이 차이나는 코팅막을 나타낸다. 약 400∼625nm의 파장 범위에서 더 높은 반사율을 갖는 곡선 3은 약 14.5wt.%의 카본 블랙 슬러리를 포함하는 반면에, 동일 파장 범위에서 더 낮은 반사율을 갖는 곡선 4는 9.0wt.%의 카본 슬러리 함유량을 갖는다. 이러한 곡선으로부터, 스펙트럼 반사율의 백분율은 코팅막 형성시 함유되는 카본 슬러리 함유량을 포함한다.

[실시예 5]

마모 저항을 증가시키기 위해 실시예1∼3의 카본 블랙 슬러리이외의 다른 잉크나 염료를 혼합한 흑색 잉크 및 적량의 콜로이드 실리카를 사용한 코팅막도 평가된다. 코팅을 위한 면판 패널 외표면(39)의 제공 및 적용 방법은 실시예1에 관하여 설명된 것과 동일하다. 제5코팅에 대한 실시예는 다음 성분을 혼합하여 이루어진다.

:40.7g(12.8wt.%)의 폴리실리케이트 48

:Hunt Manufacturing, Statesville, NC로부터 시판되는 22.8g(7.2wt.%)의 슈퍼 블랙 잉크

:Pelikan AG, Hanover, Germany로부터 시판되는 3.2g(1 wt.%)의 청색 잉크

:64g(2wt.%)의 콜로이드 실리카(Ludos AM)

:244g(나머지 량)의 탈이온수

[실시예6]

제6코팅 화합물은 다음 성분을 혼합하여 형성된다.

:38.9g(13.4wt.%)의 폴리실리케이트 48과 0.8g(0.3wt.%)의 흑색 염료(CDI BS15188)를 함유한 4.07g(13.7wt.%)의 CDI BS 15188

:6.0g(2wt.%)의 슈퍼 블랙 잉크

:6.4g(2.1wt.%))의 콜로이드 실리카(Ludox AM)

:245g(나머지 량)의 탈이온수

[실시예 7]

다음 코팅액은 블랙 잉크 조성물에 대한 대조군이며 어떠한 콜로이드 실리카도 함유하고 있지 않다. 잉크 코팅액은 다음 성분을 포함한다.

:4.07g(13.6wt.%))의 폴리실리케이트 48

:11.4g(3.8wt.%)의 슈퍼 블랙 잉크

:4.0g(1.3wt.%)의 흑색 잉크

:244g(나머지 량)의 물

실시예5∼7의 잉크 코팅액은 건조한 후에 코팅액을 포함하고 있는 유리 표면을 실시예1의 코팅액의 경우처럼 주변 온도보다 높은 15∼60°온도가 아니라 약 100℃로 가열하여 경화된다. 세척 및 건조 단계는 실시예1에서 설명된 것과 동일하다.

제4a도 내지 제4c도는 각기 440nm, 550nm 및 600nm파장의 경우에, 실시예5의 잉크를 기초로한 코팅막, 실시예1의 카본 블랙 슬러리 코팅막, 및 기준으로 제공되는 코팅되지 않은 면판 각각에 대한 스펙트럼 반사율의 비교를 반사각 함수로서 나타낸다. 각 도면의 세로축은 임의의 파라미터이지만 각 코팅막과 기준면판 패널에 대한 상대적인 반사율을 나타낸다.

중성 밀도 분포를 제공하기 위해 착색 단계가 없는 실시예4에서와 같은 종래의 눈부심 방지 코팅막을 실시예1 과 5 의 코팅막과 비교한 테스트 결과가 다음의 표에 명시되어 있다. 표에서 눈부심 방지(Gloss:광택)항목은 광택을 사용하여 수직에서 60°의 눈부심도를 측정한 값이다. 0-100범위의 값은 스캐터링되지 않은 반사광에 대한 백분율(%)을 나타낸다. 버프(Buff)는 표면 반사율 중 가시광의 증가 즉, Al₂O₃글러리가 음극선관의 코팅된 면판에 가해지고, 10g/cm2의 하중을 갖는 폴리카보네이트 테스트 블록으로 유리 면판 표면의(전면과 후면의)동일 영역 전후를 문지르는 경우에 발생되는 윤기있는 반점이다. 각각의 전후면 모션 즉, 각각의 사이클은 1X로 한정된다. 스커프(scuff)는 가시적 마모 라인이다. 마모되는 코팅 표면은 :머프:테스트 동안 마모의 증거로 검사된다. 푸트람베르트(footlamberts)/밀리암페너(FL/mA)단위의 광출력은 6500°Kelvin(K)의 등가 색상 온도에서의 백색광 출력이다. TFR은 음극선관 표면 반사율이고 테스트하에 음극선관의 스펙트럼 반사율을 조정 표준치와 비교하는 스펙트로라디오미터(spectroradiometer)로 측정된다. 콘트래스트비 25푸트캔들(footcandles :fc)에서의 최소 휘도값에 대한 최대값의 비이다. R/B 및 R/G전류비는 6500K의 색상 온도에서 C.I.E다이어그램상에 선택 백색 점을 얻기 위해 입사 1차 색상 성분 각각의 전류에 대한 상대적인 량의 비율이다. SR은 측각 반사 측정기(gonioreflectometer)를 사용하여 13.5°의 입사각에서의 반사율을 측정한 값을 나타내는 거울 반사율(specular reflectance)이다. 이 값은 거울 반사되는 입사광의 백분율(%)을 나타낸다.

샘플 코팅막간의 측정 파라미터에 대한 변화가 표에서 명백한 한편, 버프와 스커프 테스트는 실시예 4의 종래의 착색되지 않은 눈부심 방지 코팅막이 마모에 가장 강하다는 것을 증명한다. 그러나, 7.5wt.%의 콜로이드 실리카 농도를 갖는 실시예1의 카본 슬러리 코팅액은 실시예 5의 흑색 잉크 코팅액보다 우수한 마모 저항성을 가지며, 실시예5이 흑색 잉크 코팅액은 다른 코팅액보다 더 낮은 농도의 콜로이드 실리카와 실시예1보다 더 높은 농도의 착색 혼합물을 갖는다.

Claims (9)

1. 외표면이 눈부심 감소 중성 밀도 코팅막을 갖는 면판 패널(37)을 구비한 음극선관에 있어서, 상기 코팅막(37)은, 리튬 실리케이트 물질과; 카본 블랙 슬러리, 흑색 잉크, 청색 잉크, 흑색 염료 및 청색 염료로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 두가지의 광 감쇄성 물질과, 별도의 구성물 또는 광 감쇄성 물질의 구성 성분으로 첨가되는 마모 저항성 물질로서 약 0.07 내지 2.4wt.%의 콜로이드 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
2. 외표면이 눈부심 감소 중성 밀도 코팅막을 갖는 면판 패널을 구비한 음극선관에 있어서, 상기 코팅막(37)은 1∼20wt.%의 리튬 폴리실리케이트, 1∼30wt.%의 카본 블랙 슬러리, 0.1∼0.4wt.%의 흑색 염료 및 나머지 량의 물을 함유하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
3. 제2항에 있어서, 상기 코팅막(37)은 약 0.2∼0.4wt.%의 청색 염료를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
4. 제2항에 있어서, 상기 카본 블랙 슬러리는 마모 저항성 물질로서의 7∼8wt.%의 콜로이드 실리카, 4∼5wt.%의 카본, 1∼1.5wt.%의 분산매, 1.4∼1.6wt.%의 염기성 용액, 0.2∼0.4wt.%의 계면 활성제 및 나머지량의 탈이온수를 함유하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
5. 제4항에 있어서, 상기 염기성 용액은 수산화 암모늄의 30% 수용액인 것을 특징으로 하는 음극선관.
6. 외표면이 중성 표면 코팅막을 갖는 면판 패널을 구비한 음극선관에 있어서, 상기 코팅막(37)은, 리튬 폴리실리케이트 물질과; 마모 저항성 물질로서의 1 내지 2.1wt.%의 콜로이드 실리카와; 흑색 잉크, 청색 잉크 및 흑색 염료로 구성된 군에서 선택되는 적어도 두가지의 광 감쇄성 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
7. 제6항에 있어서, 상기 코팅막(37)은 8∼15wt.%의 리튬 폴리실리케이트 1∼8wt.%의 흑색 잉크, 청색 잉크와 흑색 염료로 구성되는 군에서 선택되는 0.2∼1.5wt.%의 제2착색제, 및 나머지 량의 물을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
8. 음극선관 면판 패널의 외표면상에 눈부심 감소 중성 밀도 코팅막을 형성하는 방법에 있어서, a)상기 외표면(39)을 청소하는 단계와; b)상기 외표면 2∼8% NH₂F₂H용액으로 10∼80초 동안 에칭하는 단계와; c)상기 외표면을 30∼80℃범위의 온도로 가열하는 단계와 d)상기 외표면을 마모 저항성 물질을 함유한 눈부심 감소 중성 밀도 코팅막(37)으로 코팅하는 단계와; e)상기 코팅막을 건조시키는 단계와; f)상기 코팅막을 갖는 상기 외표면을, 상기 코팅막을 전체적으로 경화시키기에 충분한 시간동안 주변 온도보다 높게 약 15∼100℃온도로 가열하는 단계와; g)상기 코팅막을 50∼60℃ 물로 약 15∼60초 동안 세척하는 단계와; h)상기 코팅막을 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈부심 감소 중성 밀도 코팅막 형성 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 가열 단계 f)에서의 온도가 15∼60℃인 것을 특징으로 하는 눈부심 감소 중성 밀도 코팅막 형성 방법.