KR950001746B1 - Crt and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 통상적인 음극선관의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional cathode ray tube.
제2도는 본 발명에 의한 음극선관의 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a cathode ray tube according to the present invention.
제3도는 본 발명에 의한 섀도우마스크의 부분단면도이다.3 is a partial cross-sectional view of a shadow mask according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 패널 2 : 섀도우마스크1: Panel 2: Shadow Mask
3 : 도밍방지처리용물질 4 : 바륨층3: anti-domming material 4: barium layer
5 : 게터 6 : 전자층5: getter 6: electron layer
본 발명은 음극선관 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 음극선관의 제조공정을 단순화시키고 섀도우마스크의 도밍방지 효율을 향상시킨 음극선관 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cathode ray tube and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a cathode ray tube and a method of manufacturing the same, which simplifies the manufacturing process of the cathode ray tube and improves the anti-domming efficiency of the shadow mask.
음극선관은 패널, 펀넬, 섀도우마스크, 마운트 등으로 구성되어 있다. 여기서 섀도우마스크는 형광면의 전방 약 10㎜ 지점에 형광면과 같은 곡률을 이루도록 배치되며, 0.65 내지 0.75㎜의 핏치로 규칙 바르게 배열되는 0.20 내지 0.25㎜의 구멍 또는 슬리트가 뚫어진 0.1 내지 0.3㎜ 정도의 얇은 철판으로 만들어진다.Cathode ray tubes consist of panels, funnels, shadow masks, mounts, and the like. In this case, the shadow mask is arranged to have the same curvature as the fluorescent surface at about 10 mm in front of the fluorescent surface, and has a thickness of about 0.2 to 0.25 mm that is regularly arranged at a pitch of 0.65 to 0.75 mm, or about 0.1 to 0.3 mm, with slits drilled. Made of iron plate
전자총에서 발사되는 전자빔은 이 섀도우마스크의 구멍을 통과하여 예정된 형광면에 닿음으로써 형광체가 발광하도록 하는 기능을 갖는다. 그러나 전자총에서 발사된 전자빔은 전체량의 일부만이 형광면에 도달하며 나머지 약 80%는 섀도우마스크의 표면에 닿게 되어 있다. 이러한 현상으로 인하여 전자빔의 전기적 에너지는 섀도우마스크 표면에서 열에너지로 변환하게 되고 그 결과, 섀도우마스크 온도가 80℃ 정도까지 상승하게 된다.The electron beam emitted from the electron gun has a function of causing the phosphor to emit light by passing through the hole of the shadow mask and reaching a predetermined fluorescent surface. However, only a portion of the electron beam emitted from the electron gun reaches the fluorescent surface and about 80% of the electron beam touches the surface of the shadow mask. Due to this phenomenon, the electrical energy of the electron beam is converted into thermal energy on the shadow mask surface, and as a result, the shadow mask temperature rises to about 80 ° C.
이와 같이 섀도우마스크가 열을 받게 되면 섀도우마스크의 주변부는 열방사기능과 열전도기능이 좋은 섀도우마스크의 프레임과 연결되어 있기 때문에 쉽게 상승된 열을 잃어버리지만 섀도우마스크의 중심부는 집중된 열을 쉽게 잃어버리거나 주변으로 전달할 수 없게 된다. 이러한 이유로 동일한 섀도우마스크내에서 중심부와 주변부와의 온도차가 생기게 되고, 주변부의 온도가 중심부의 온도보다 낮게 되면 이 결과 중심부의 섀도우마스크가 열팽창에 의하여 스크린 쪽으로 부풀어 이동하게 되는 이른바 ＂도밍＂현상이 나타나게 된다. 그리하여 섀도우마스크의 구멍위치와 형광체 스트라이프와의 불일치로 인하여 색순도가 떨어지게 된다.In this way, when the shadow mask is heated, the shadow mask's periphery is connected to the shadow mask's frame, which has good heat radiation and heat conduction, so the heat is easily lost, but the center of the shadow mask easily loses the concentrated heat. It can't be passed around. For this reason, there is a temperature difference between the center and the periphery in the same shadow mask, and when the temperature of the periphery becomes lower than the temperature of the center, the result is a so-called domming phenomenon in which the shadow mask of the center is inflated and moved toward the screen by thermal expansion. do. Thus, color purity is degraded due to the mismatch between the hole position of the shadow mask and the phosphor stripe.
상기와 같은 ＂도밍＂방지를 위해 저열전도성, 저열팽창, 저도전성 물질로 섀도우마스크의 표면을 코팅하는 여러 가지 방법들이 다음과 같이 제안되었다.Various methods for coating the surface of the shadow mask with low thermal conductivity, low thermal expansion, and low conductivity materials have been proposed as follows to prevent the "domming".
(1) 진공상태에서 Li3N, B4C, NiO 등 열흡수물질의 코팅.(1) Coating of heat absorbing materials such as Li 3 N, B 4 C, NiO under vacuum.
(2) 탄소입자의 코팅.(2) coating of carbon particles.
(3) 다공성층(MnO2)의 형성.(3) Formation of porous layer (MnO 2 ).
(4) FRIT(lead borate glass : PbO 80%, B2O310%, SiO25%)와 SnO2 :Sb2O3, Cu, V2O5첨가물을 니트로셀룰로스 : 부틸아세테이트의 혼합물로 제조하여 스프레이실시.(4) A mixture of FRIT (lead borate glass: PbO 80%, B 2 O 3 10%, SiO 2 5%) and SnO 2: Sb 2 O 3 , Cu, V 2 O 5 additives with a mixture of nitrocellulose: butyl acetate Manufactured and sprayed.
(5) 원자가 70 이상의 중금속 물질을 코팅.(5) coating heavy metal materials with valence 70 or more.
(6) FRIT : 폴리비닐메틸에테르 : 톨루엔 혼합물을 코팅.(6) FRIT: polyvinyl methyl ether: coated toluene mixture.
(7) 비스무스(Bi) 및 비스무스와 타금속 원소와의 혼합물을 이용하여 코팅.(7) Coating using bismuth (Bi) and a mixture of bismuth and other metal elements.
그러나 이러한 노력들에도 불구하고 도밍현상을 방지하기 위한 상기 각종 공정들은 복잡하고 경제성이 없다는 단점을 보이고 있다. 그리고 상기한 물질들을 코팅하기 위하여 스퍼터링법, 증착법 등을 도입할 수 있으나 처리를 위한 고가의 장비가 필요하고 공정이 까다롭다는 이유로 지금까지 양산 적용용으로는 가치를 얻지 못하고 있으며 스프레이 법으로는 구멍 막힘 등의 문제가 있어 바람직하지 못하다.However, in spite of these efforts, the various processes for preventing the ming phenomenon are complicated and economical. And sputtering, vapor deposition, etc. can be introduced to coat the above materials, but it is not gained value for mass production until now because it requires expensive equipment for processing and the process is difficult. It is not preferable because of problems such as clogging.
또한 최근에 가장 큰 관심을 가지게 하는 물질은 비스무스(Bi)인데 비스무스를 도밍방지 처리용 물질로 사용하는 데에는 제조공정상 여러 가지 문제점이 있다. 특히 도밍방지 처리공정시 섀도우마스크와 비스무스의 결합을 위해서 사용하는 바인더 물질과 비스무스, 그리고 공기중의 수분(H2O), 이산화탄소(CO2) 등이 반응하게 되는데, 이는 도밍방지 처리물질을 마스크에 도포한 후 소성시 또는 전자빔 충돌시, 수분, 이산화탄소 등을 발생시킴으로써 관내 진공도 저하 및 전자방출특성 열화 등의 바람직하지 못한 결과를 가져오게 한다.In addition, recently, the most interesting material is bismuth (Bi), there are various problems in the manufacturing process to use bismuth as an anti-domming treatment material. In particular, during the anti-domming process, the binder material, bismuth, and moisture (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) in the air react to bind the shadow mask and bismuth, which masks the anti-domming material. After application to the sintering or the electron beam collision, water, carbon dioxide, etc. are generated to cause undesirable effects such as deterioration of vacuum in the tube and deterioration of electron emission characteristics.
한편, 음극선관의 제조공정에서 일반적으로 적용되는 배기공정과 게터 분출공정은 진공도를 높이기 위한 단계로서, 관내 고진공 유지에 의한 원활한 전자방출을 가능케 하며, 음극선관의 수명을 연장시키는 효과를 얻기 위한 것이다. 통상 배기공정을 통해 10-6torr 정도의 진공상태를 만든 후, 게터분출(Getter Flashing)을 통해 10-7torr 정도의 진공상태를 만들고 있다.On the other hand, the exhaust process and getter ejection process generally applied in the manufacturing process of the cathode ray tube is to increase the degree of vacuum, to enable the smooth electron emission by maintaining the high vacuum in the tube, and to obtain the effect of extending the life of the cathode ray tube. . After creating a vacuum of approximately 10 -6 torr by a conventional exhaust process, and creates a vacuum state of about 10 -7 torr by the getter ejection (Getter Flashing).
상기한 배기공정은 봉입된 튜브를 진공설비인 돌리(Dolly)에 실어 배기로를 통과시키면서 벌브와 관내의 마운트를 전기적으로 가열하여 내부의 기체를 배기시키고 최종적으로 봉지시켜 고진공의 튜브를 만드는 공정이며, 배기공정 이후에 실시되는 게터 분출공정은 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 니켈(Ni)을 기본 조성물질로 하는 게터물질을 고주파 유도 가열함으로써 튜브내 기체 분자를 흡착시켜 진공도를 높이는 공정이다. 게터 공정시 처음 실온에서 800 내지 840℃온도 범위에서는 다음과 같은 반응이 일어난다.The exhaust process is a process of making a high-vacuum tube by exhausting the gas inside and finally encapsulating it by heating the enclosed tube in a dolly, which is a vacuum facility, and electrically heating the bulb and the mount in the tube. The getter ejection process, which is carried out after the exhaust process, is a process of adsorbing gas molecules in a tube to increase the degree of vacuum by induction heating of a getter material based on barium (Ba), aluminum (Al), and nickel (Ni). . In the getter process, the following reaction occurs in the temperature range of 800 to 840 ° C. at the first room temperature.
BaAl4+4Ni→4NiAl+BaBaAl 4 + 4Ni → 4NiAl + Ba
1050 내지 1090℃ 온도범위에서 바륨 : 알루미늄 합금은 용융되기 시작하며 1130℃에 이르면 바륨이 증발하여 증착되기 시작하고 게터의 온도는 1300℃까지 계속적으로 상승한다. 이후 게터는 점차 냉각되기 시작하여 게터 분출공정은 완료된다.In the temperature range of 1050 to 1090 ° C barium: aluminum alloy begins to melt and when it reaches 1130 ° C barium begins to evaporate to deposit and the temperature of the getter continuously rises to 1300 ° C. The getter then begins to cool gradually and the getter ejection process is complete.
본 발명의 목적은 전술한 도밍방지 처리의 문제점을 해결하기 위해, 튜브내의 진공도를 높이기 위한 상기 배기공정 및 게터 분출공정을 이용함으로써, 별도의 도밍방지 처리용 설비와 공정이 필요 없게 되고 공기 중에서 발생되는 여러 가지 부반응을 고려하지 않아도 되어 제조공정이 단순화되고 섀도우마스크의 도밍방지 효율이 더욱 향상되도록 하는 음극선관의 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned anti-doming treatment, by using the above-mentioned exhaust process and getter ejection process to increase the degree of vacuum in the tube, and thus eliminates the need for a separate anti-domming treatment facility and generates in air. It is to provide a method of manufacturing a cathode ray tube to simplify the manufacturing process and further improve the anti-domming efficiency of the shadow mask without having to consider various side reactions.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 따라 제조하여 도밍방지 효과가 우수하며 재생된 화면의 순도가 높아진 음극선관을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cathode ray tube manufactured according to the manufacturing method is excellent in the anti-doming effect and the purity of the recycled screen.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 전자총의 그리드에 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 니켈(Ni)을 기본 조성물질로 하는 게터물질을 내장하는 게터를 장착하는 단계 : 상기 전자총의 그리드에 비스무스(Bi), 산화비스무스(Bi2O3), 게르마늄(Ge), 마그네슘(Mg), 납(Pb), 산화납(PbO), 안티몬(Sb), 산화안티몬(Sb2O3), 수석(Sn), 산화주석(SnO2), 망간(Mn) 및 아연(Zn)중 적어도 하나의 도밍방지처리용물질을 내장하는 소정의 용기를 더 장착하는 단계 : 상기 소정용기를 고주파 유도 가열하여 도밍방지처리용물질을 섀도우마스크에 증착시키는 단계 : 상기 게터용기를 1130℃ 이상의 온도로 가열하여 게터물질을 섀도우마스크에 증착시키는 단계를 포함하는 음극선관의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, mounting a getter having a getter material containing barium (Ba), aluminum (Al), and nickel (Ni) as a base composition on the grid of the electron gun: bismuth on the grid of the electron gun (Bi), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), germanium (Ge), magnesium (Mg), lead (Pb), lead oxide (PbO), antimony (Sb), antimony oxide (Sb 2 O 3 ), senior ( Installing a predetermined container containing at least one of the anti-doping treatment material of Sn), tin oxide (SnO 2 ), manganese (Mn) and zinc (Zn): anti-doming by induction heating the predetermined container Depositing a treatment material on a shadow mask: Provides a method of manufacturing a cathode ray tube comprising the step of heating the getter container to a temperature of 1130 ℃ or more to deposit a getter material on a shadow mask.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 상기한 음극선관의 제조방법을 통하여 제조되는 음극선관을 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a cathode ray tube manufactured through the above-described method for producing a cathode ray tube.
상기 도밍방지처리용물질의 증착단계는 배기공정중, 배기공정 후 게터 분출공정전 또는 게터 분출공정중에 수행되는 것이 바람직하다.The step of depositing the anti-doping treatment material is preferably performed during the exhaust process, after the exhaust process, before the getter ejection process, or during the getter ejection process.
본 발명의 구체적인 실시예를 통상적인 음극선관 제조방법을 제외하고 비스무스를 바람직한 도밍방지처리용물질의 예로 하여 설명하기로 한다.Specific embodiments of the present invention will be described with reference to bismuth as an example of a preferred anti-doping treatment material except for a conventional cathode ray tube manufacturing method.
제2도는 본 발명에 의한 음극선관의 개략적인 단면도로서, 펀넬의 내무, 게터물질을 내장하는 게터(5)의 옆에 도밍방지처리용물질(3)을 내장하면서 게터와 동일한 구조로 이루어진 소정 용기가 장착되어 있다.2 is a schematic cross-sectional view of a cathode ray tube according to the present invention, in which a predetermined container having the same structure as that of the getter is built while the material for the anti-doping treatment 3 is embedded next to the getter 5 containing the interior of the funnel and the getter material. Is equipped.
도밍방지처리용물질, 예컨대 비스무스를 상기 소정용기(용융온도가 1400℃인 게터용기와 동일한 용기로 하되 바람직하게는 스테인레스 스틸)에 내장하고, 통상의 방법에 따라 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 니켈(Ni)을 기본 조성물질로 하는 게터물질을 게터에 내장한 다음 상기 게터와 소정용기를 전자총의 그리드(도시되지 않음)에 부착한다. 통상적인 단계에 따라 히터, 음극, 스텝, 그리드 및 게터 그리고 상기 소정용기로 이루어지는 마운트를 제조한 다음 패널, 펀넬, 섀도우마스크 등으로 이루어진 벌브와 봉합한다. 다음에 배기공정을 수행하는 중 상기 도밍방지처리용물질이 용융, 증착되는 온도, 예컨대 비스무스의 경우 271℃로 상기 소정 용기를 고주파 유도 가열하여 도밍방지처리용물질을 섀도우마스크 표면에 증착시킨다. 그후 통상적인 방법에 따라 게터 분출공정을 실시하기 위해 게터 용기를 1130℃ 이상의 온도로 가열하면 증발된 바륨이 상기 섀도우마스크의 표면, 도밍방지처리용물질의 상부에 증착되어 게터분출공정 완성과 함께 섀도우마스크의 도밍방지처리가 완성된다.A material for anti-doping treatment, such as bismuth, is embedded in the predetermined container (the same container as the getter container having a melting temperature of 1400 ° C, preferably stainless steel), and according to a conventional method, barium (Ba) and aluminum (Al). Then, a getter material based on nickel (Ni) is incorporated into the getter, and then the getter and the predetermined container are attached to a grid (not shown) of the electron gun. According to a conventional step, a mount made of a heater, a cathode, a step, a grid and a getter, and the predetermined container is manufactured, and then sealed with a bulb made of a panel, a funnel, a shadow mask, and the like. Next, during the evacuation process, the predetermined container is subjected to high frequency induction heating at a temperature at which the anti-domming material is melted and deposited, for example, bismuth at 271 ° C. to deposit the anti-domming material on the shadow mask surface. Thereafter, when the getter container is heated to a temperature of 1130 ° C. or more in order to perform the getter ejection process according to a conventional method, evaporated barium is deposited on the surface of the shadow mask and the anti-domming treatment material to complete the getter ejection process. The anti-domming treatment of the mask is completed.
배기공정중에 상기 소정용기를 가열하여 도밍방지처리용물질을 증착시키게 되면 도밍방지처리시 발생되는 수증기, 이산화탄소 가스 등이 배기공정을 통해 곧바로 배출되기 때문에 질이 높은 처리막을 얻을 수가 있는 한편, 상기 공정을 게터 분출공정 이전, 또는 게터 분출공정 중에 수행할 수도 있는데, 이 때도 도밍방지처리용물질의 용융온도가 게터물질중의 바륨 증착 온도(1130℃)보다 낮기 때문에 섀도우마스크 표면에 도밍방지처리물질이 먼저 증착되고 이후 바륨이 증착되므로 본 발명의 효과를 얻을 수 있게 된다.When the predetermined container is heated during the evacuation process to deposit the anti-domming treatment material, water vapor and carbon dioxide gas generated during the anti-domming treatment are immediately discharged through the evacuation process, thereby obtaining a high quality treatment film. It may be carried out before or during the getter ejection process, and since the melting temperature of the anti-domming material is lower than the barium deposition temperature (1130 ° C.) in the getter material, Since it is deposited first and then barium, it is possible to obtain the effects of the present invention.
본 발명에서 사용할 수 있는 도밍방지처리용물질의 용융온도가 [표1]에 나타나 있는데 이들은 상기 소정용기의 용융온도 보다 높아서는 안되며 다음의 물질에만 한정되는 것은 아니다. 다음의 물질 중에서 망간(Mn)의 용융온도는 1244℃로서 바륨의 증발온도보다 높기 때문에 이를 도밍방지처리용물질로 채용할 때는 배기공정중에 도밍방지처리를 수행하는 것이 바람직하다.The melting temperature of the anti-doping treatment material that can be used in the present invention is shown in [Table 1], but these should not be higher than the melting temperature of the predetermined container and are not limited to the following materials. Among the following materials, the melting temperature of manganese (Mn) is 1244 ° C, which is higher than the evaporation temperature of barium. Therefore, when employing it as an anti-domming material, it is preferable to perform the anti-domming treatment during the exhaust process.
게터 분출공정이 끝난 후 에이징, 검사 등의 단계를 통해 본 발명의 방법에 따른 음극선관을 제조한다.After the getter ejection process is completed, a cathode ray tube according to the method of the present invention is prepared through aging and inspection.
제3도에는 본 발명에 의한 섀도우마스크(2)의 단면도가 나타나 있는 바, 섀도우마스크(2) 상부에 도밍방지처리용물질층(3)이 형성되고 이후 게터 분출공정시 증착된 바륨층(4)이 형성되어 있다는 것을 알 수 있다.3 is a cross-sectional view of the shadow mask 2 according to the present invention. The anti-domming material layer 3 is formed on the shadow mask 2 and then the barium layer 4 deposited during the getter ejection process. It can be seen that) is formed.
상기와 같은 방법으로 음극선관을 제조하면 특히 공기중에 노출되었을 때는 여러 가지 부반응이 수반되는 도밍방지처리용물질을 진공 상태에서 증착하게 되므로 부반응이 수반되지 않으며, 특히 비스무스와 같이 공기중에서 부반응을 일으키는 물질의 증착이 용이하여 우수한 도밍방지 효과를 갖는 음극선관을 얻을 수 있는 것이다.When the cathode ray tube is manufactured in the above manner, especially when exposed to the air, the anti-doping treatment material, which is accompanied by various side reactions, is deposited in a vacuum state, and thus no side reactions are involved. Particularly, the material causing side reactions in the air such as bismuth. It is possible to obtain a cathode ray tube having an excellent anti-domming effect due to the easy deposition.
그리고 배기공정을 전후로 하여 게터 분출공정과동일한 방식으로 도밍방지처리를 수행할 수 있으므로 고가의 장비 및 공정의 변화, 번거로움 등을 쉽게 피할 수 있게 된다.In addition, since the anti-doming treatment can be performed in the same manner as the getter ejection process before and after the exhaust process, it is possible to easily avoid expensive equipment and process changes and hassles.
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