KR100202860B1 - 음극선관의 형광체 대전방법 및 이를 이용한 코팅장치 - Google Patents

Abstract

경제적이면서도 효율적으로 방전장치나 정전기 발생 건(gun)없이도 형광체의 공급도중 그 유동에너지를 이용하여 마찰에 의해 그 형광체 입자들을 대전시키는 음극선관의 형광체 대전방법과 이를 이용한 코팅장치를 제공한다.

그 대전방법은 형광체입자들이 공급도중 그 공급유동력으로 인한 튜브와의 마찰접촉에 의하여 대전되는 단계를 포함한다.

본 발명의 코팅장치는, 음극선관의 전자사진식 스크린제조방법의 형광체로 현상하기 위한 음극선관의 형광체 코팅장치에 있어서, 그 형광체 현상을 위해 형광체 미세분말을 공급하는 공급관; 그 공급관의 하류에 그 형광체 미세분말의 유동으로 인한 마찰접촉에 의해 형광체 미세분말들을 대전시키는 마찰대전수단; 그리고 상기 형광체 미세분말을, 상기 공급관을 통해 공급하고, 상기 마찰대전수단을 통과시키며, 상기 광전도막표면에 접촉시키기 위한 유동수단을 구비한다.

이에 따라, 별도의 방전장치나 정전기발생건(gun)없이도 용이하게 형광체 입자들을 대전시킬 수 있을 뿐만 아니라, 그러한 방전 장치나 정전기 발생건의 사용시 대량의 전자나 음이온의 발생으로 인한 부작용을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

음극선관의 형광체 대전방법 및 이를 이용한 코팅장치.

제1도는 칼라 음극선관의 부분단면한 개략정면도.

제2도(a)는 제1도의 음극선관의 스크린 구성을 나타낸 부분확대 단면도.

제3도(a) 내지 (e)는 음극선관의 스크린을 제조하는 건식 전자사진식 스크린 제조공정을 개략적으로 도시한 설명도.

제4도(a)(b)는 본 발명에 따른 음극선관의 형광체 코팅장치를 도시한 주요부 상세단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 음극선관(CRT) 11 : 전자총

12 : 판넬(panel) 13 : 펀넬(funnel)

14 : 네크(neck) 15 : 양극 보턴

16 : 새도우마스크 17 : 편향 요크

18 : 판넬면판 19a,19b : 전자빔

20 : 형광면(스크린) 21 : 빛흡수물질

22 : 알루미늄박막층 36 : 코로나방전장치

44 : 대전장치(대전수단) 45 : 나선돌기

44a, 44b, 44c : 제1, 제2 및 제3 나선부

132 : 전도막

134 : 광전도막 138 : 자외선광원

140 : 자외선렌즈 142 : 현상용기

144a : 방전전극 144b : 노즐

146 : 벤츄리관 148 : 호퍼

본 발명은 은극선관의 형광체 대전방법과 이를 이용한 코팅장치에 관한 것으로, 더 상세히는 전자사진식 음극선관의 스크린 제조방법에서의 현상공정에 요구되는 형광체 대전방법과 코팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은, 제1도에 도시된 바와 같이, 판넬(panel)(12), 펀넬(funnel)(13) 및 네크(14)로 구분되는 진공 벌브(bulb)와, 그 네크(14)내부에 장착되는 전자총(11)과, 판넬(12)의 측벽에 장착되는 새도우마스크(16)를 구비한다.

그 판넬(12)의 면판(18)의 내면에는 형광면(20)이 형성되어 있어, 전자총(11)으로부터 방출된 전자빔(19a)(19b)은 각종 렌즈계에 의해 집속되고 가속되며, 양극보턴(15)을 통해 인가되는 고전압에 의해 크게 가속되면서 편향요크(17)에 의해 편향되고 새도우마스크(16)의 애퍼치 또는 슬리트(16a)를 통과하여 형광면(20)에 주사된다.

형광면(20)은 면판(18)의 배면에 형성되는데, 칼라의 경우 제2도에 도시된 바와 같이 일정한 배열구조의 다수의 스트라이프(stripe) 또는 도트(dot)형상의 형광체(R, G, B)와 그 각 형광체들사이의 블랙코팅과 같은 빛흡수물질로 형성된다.

또, 그 배면은 전도막층으로서 알루미늄박막층(22)이 형성되어 형광면의 휘도 증대, 형광면의 이온손상방지, 형광면의 전위강하방지 등의 역할을 하게 된다.

또한, 도시되지는 않지만, 그 알루미늄 박막층(22)의 평면도 및 반사율을 높이기 위해서는 형광면(20)과 전도막층(22)사이에 라커(lacquer)와 같은 수지가 도포된다.

이러한 형광면(20)이 발색광 인성분과 같은 형광입자들을 포함하는 현탁액(slurry)또는 빛흡수물질을 포함하는 현탁액을 도포하고 건조시켜 형성되는 종래의 습식 사진 석판술(photolithographic wet process)은, 고화질의 요구를 충족시키지 못할 뿐만 아니라 제조공정 및 제조설비가 복잡하여 제조비용이 크게 소요되며, 또한, 대량의 청정수 소모와 폐수발생, 인배출물, 6가 크롬감광체 배출 등 여러가지 문제점들을 안고 있다.

최근에 이러한 습식사진석판술을 개량한 전자사진식(electrophotographical) 스크린제조방법이 개발되었는데, 이 전자사진식 제조방법도 습식은 여전히 상술한 문제점들을 안고 있으며, 건식제조방법에 의해서는 상술한 문제점들이 상당히 해소되었다.

그 일예로, 본 출원인이 출원한 음극선관의 스크린 제조방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.

제3도(a) 내지 (e)는 상기 제조방법에 따른 각 공정을 개략적으로 도시한다.

제3도(a)는 면판(18)의 내면에 전도막(132)과 그 위에 광전도막(134)이 형성되는 코팅공정이다.

전도막(132)은 예를 들면, 폴리일렉트로라이트(polyelectrolyte)로서 Calgon사제품인 상품명 Catfloc-c 1-50 중량%와 1-50 중량%의 10% PVA용액의 수용액(나머지는 물)을 종래의 방법으로 도포하여 건조시키므로서 형성된다.

그 위에 자외선에 반응하는 물질을 포함하는 신규한 광전도막도포용액을 도포하여 건조시킨다.

자외선에 반응하는 물질로는 비스 디메틸 페닐 디페닐 부타트리엔(bis dimethyl phenyl diphenyl butatriene), 트리니트로플루오리논(trinitro- fluorenone: TNF) 및 에틸 안트라퀴논(ethyl anthraquinone: EAQ)중 적어도 한가지이상을 사용하였으며, 그 광전도막도포용액으로는 0.01 내지 10중량%의 비스디메틸 페닐 디페닐 부타트리엔과 고분자바인더(binder)로서 1 내지 30 중량%의 폴리스티렌(polystyrene)을 잔량인 톨루엔(toluene)이나 크실렌(xylene)에 용해시켜 사용하였다.

제3도(b)는 대전공정을 개략적으로 도시한 것이다.

+1K볼트 이하, 바람직하게는 +700볼트이상의직류전압을 인가하여 코로나방전장치로 대전시켰다.

광전도막(134)이 적어도 파장 450mm 이하의 자외선에 반응하기 때문에 암실작업이 불필요하다.

제3도(c)는 노광공정을 개략적으로 도시한 것으로서, 자외선광원(138)으로부터 파장이 짧고 직진성을 가진 자외선이, 자외선투과렌즈(140)를 통과하여 소망의 입사각으로 새도우마스크(16)에 입사하며, 소망의 배열을 가진 새도우마스크(16)의 애퍼치(aperture) 또는 슬리트(16a)홀을 통과하여 광전도막(134)을 소망의 배열로 노광시킨다.

이 때 전도막(132)이 어스되어 있어 그 노광부분의 전하는 그 전도막(132)을 통과하여 방출된다.

그리고, 비노광부분의 전하는 그대로 광전도막(134)에 잔존하게 된다.

이 노광공정도 자외선광원(138)을 사용하기 때문에 암실에서 작업할 필요가 없다.

제3도(d)는 현상공정을 개략적으로 도시한다.

종래에는 이 현상 공정에서 캐리어 비드와 형광체 입자 또는 빛흡수물질입자들을 혼합하여 마찰에의한 정전기를 대전시켰으나, 본 출원인의 발명에 의하면, 형광체 분말 또는 빛흡수물질의 분말과 같은 미세분말을 공기압에 의해 호퍼(148)로부터 벤츄리관(146)을 통해 코로나방전장치와 같은 방전전극(144a)과 노즐(144b)을 통과시켜 분사시키므로서 그 미세분말을 대전시키고 광전도막(134)의 노광부분과 비노광부분의 어느 하나에 부착시킨다.

방전전극(144a)에 의해 미세분말에 대전되는 정전기의 극성은 상기 노광공정에서의 노광부분과 비노광부분중 어느 부분에 그 미세분말을 부착시킬 것인가에 따라 결정된다.

즉 +전하를 띤 비노광부분에 부착시킬 경우에는 미세분말이 - 전하로 대전되고, 전하가 방출된 노광부분에 부착시킬 경우에는 미세분말이 +전하로 대전된다.

현상용기(142)로 분사된, 대전된 미세분말은 전기적 인력과 반발력의 작용에 의하여 소망의 배열로 광전도막(134)의 표면에 강하게 부착된다.

제3도(e)는 베이퍼 스웰링(vapour swelling)법을 이용한 본 출원인의 발명에 따른 고착(fixing)공정을 개략적으로 도시한다.

이 공정에서는, 상기 현상공정에서 소망의 미세분말(들)이 소망의 배열로 부착된 광전도막(134)의 표면에 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤과 같은 솔벤트증기를 접촉시키므로써, 적어도 광전도막(34)에 포함된 폴리머를 용해시키고, 이 용해된 폴리머의 접착력에 의해 전기력작용으로 부착된 미세분말(들)을 고착시킨다.

이상에서 설명한, 본 출원인이 출원한 음극선관의 스크린 제조방법이 설명되었는 데, 그 공정들중 현상공정(제3도(d))에 있어서는 형광체입자를 대전시키기 위해 방전장치(144b)를 사용한 것이 도시되지만, 이 경우 장치가 복잡하고 전력이 많이 소모될 뿐만 아니라, 방전시에 대량의 전자, 이온화에 따른 다량의 음이온 및 -로 대전된 형광체입자(부전하체)가 발생되기 때문에 그 음이온이 상술한 광도전막의 양전하부분(비노광부분)에 부착되어 음극선관의 품위를 저하시키는 문제점이 있다.

특히 빛흡수물질패턴을 나중에 형성시키는 경우에는 더욱 문제가 심하다.

또한, 미국 특허 제 4,921,767호(1990년 5월 1일 특허됨)에 개시된 혼합 대전방법에 의하면, 마찰을 위한 별도의 특수한 캐리어 비드(carrier bead)가 요구되며, 그 캐리어 비드의 제조를 위한 다수의 공정이 소요되고 복잡한 장치가 별도로 소요된다는 문제점이 있다.

본 발명은, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 경제적이면서도 효율적으로 방전장치나 정전기 발생 건(gun)없이도 형광체의 공급도중 그 유동에너지를 이용하여 마찰에 의해 그 형광체 입자들을 대전시키는 음극선관의 형광체 대전방법과 이를 이용한 코팅장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 판넬내면에 휘발성전도막과 그 전도막위에 폴리머를 포함하는 휘발성광전도막을 형성하고, 그 광전도막에 정전하를 대전시킨 후 그 광전도막의 선택된 영역들로부터 정전하를 방출시키고 그 선택된 영역과 선택되지 않은 영역의 어느 한 영역에 대전된 미세분말입자들을 분사 내지는 분무시켜 부착시키며, 그 광전도막에 부착된 미세분말입자들을 그 광전도막에 고착시키는 단계들을 포함하는 전자사진식 음극선관의 스크린 제조방법에 있어서, 상기 형광체입자들이 공급도중 그 공급유동력으로 인한 튜브와의 마찰접촉에 의하여 대전되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 형광체 대전방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 음극선관의 전자사진식 스크린제조방법의 형광체로 현상하기 위한 음극선관의 형광체 코팅장치에 있어서, 그 형광체 현상을 위해 형광체 미세분말을 공급하는 공급관; 그 공급관의 하류에 그 형광체 미세분말의 유동으로 인한 마찰접촉에 의해 형광체 미세분말들을 대전시키는 마찰대전수단; 그리고 상기 형광체 미세분말을, 상기 공급관을 통해 공급하고, 상기 마찰대전수단을 통과시키며, 상기 광전도막표면에 접촉시키기 위한 유동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 형광체 코팅장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.

제4도(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 코팅장치를 상세히 도시한 단면도로서, 제3도(d)에서 방전장치(144a)대신 본 발명의 대전장치(44)가적용된다.

그 대전장치(44)는 그 내벽에서 내부공간부로 길이방향에 걸쳐 나선형상으로 돌출되게 형성되는 나선돌기(45)를 지닌다.

제3도(d)에서 유동수단인 압축공기에 의해 호퍼(148)로부터 벤튜리관(146)을 개재하여 공급되는 형광체 미세분말들은 상술한 나선돌기(45)에 의해 나선운동을 하면서 상부방향으로 유동하게 된다.

따라서, 대전장치(44)의 내벽과 접촉하는 길이가 길게 되며, 또한, 대전장치(44)의 내벽면이외에도 나선돌기(45)의 전표면적에 걸쳐 형광체입자들이 접촉하게 되어 마찰을 증대시키고, 이에 따라 짧은 길이로도 소망의 대전이 가능하게 된다.

이러한 마찰에 의한 대전을 위해서는 형광체 입자의 대전특성을 높이도록 형광체 입자에 폴리 메틸 메타크릴레이트(poly methyl methacrylate)1차막과 폴리아크릴 아미드(poly acryl amide) 2차막이 형성되고, 상기 대전장치(44)를 폴리에틸렌으로 형성하는 것이 마찰대전을 위한 전기음성도차의 면에서 바람직하다.

또한, 형광체입자에 대전되는 전하량은 나선돌기(45)의 길이, 대전장치(44)의 길이 및 유동운동량(공기압력)의 조절에 의해 조절되며, 형광체 입자에의 대전의 균일성은 형광체입자들의 무작위 교란에 따르게 된다.

제4도(b)에는 이러한 형광체입자들에의 균일한 대전을 위한 따른 실시예가 도시된다.

이 실시예에서는 서로 나선방향이 반대인 다수의나선부들(44a, 44b, 44c)이 형성된다.

즉, 제 1 나선부(44a)에서는 화살표로 도시된 바와 같이 형광체입자들이 오른쪽방향 나선운동을 하게 되고, 제 2 나선부(44b)에서는 왼쪽방향 나선운동을 하게 되며, 제 3 나선부(44c)에서는 다시 오른쪽방향 나선운동을 하게 되며, 형광체 입자들의 유동을 교란시켜 균일하게 나선돌기(45)의 표면이나 대전장치(44)의 내벽면에 접촉시킴으로써 충분히 거의 모든 입자들을 균일하게 대전시킬 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 형광체 대전방법과 이를 사용한 코팅장치의 실시예들의 구성과 작용에 의하여, 본 발명은 종래와 같이 별도의 방전장치나 정전기발생건(gun)없이도 용이하게 형광체 입자들을 대전시킬 수 있을 뿐만 아니라, 그러한 방전장치나 정전기 발생건의 사용시 대량의 전자나 음이온의 발생으로 인한 부작용을 제거할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명이 바람직한 실시예들을 통해 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 청구범위에 기재된 사항으로부터 당업자라면 여러가지 응용과 변형이 가능할 것이다.

예를 들면, 전자사진식 스크린제조방법을 이용하여 블랙매트릭스 패턴(black matrix pattern)을 형성하거나, 라카막을 형성하기 위한 빛흡물질분말이나 라커막도포분말을 코팅시키는 경우 등에도 적용될 수 있다.

Claims (8)

1. 판넬내면에 휘발성전도막과 그 전도막위에 폴리머를 포함하는 휘발성광전도막을 형성하고, 그 광전도막에 정전하를 대전시킨 후 그 광전도막의 선택된 영역들로부터 정전하를 방출시키고 그 선택된 영역과 선택되지 않은 영역의 어느 한 영역에 대전된 미세분말입자들을 분사 내지는 분무시켜 부착시키며, 그 광전도막에 부착된 미세분말입자들을 그 광전도막에 고착시키는 단계들을 포함하는 전자사진식 음극선관의 스크린 제조방법에 있어서, 상기 형광체입자들이 공급도중 그 공급유동력으로 인한 튜브와의 마찰접촉에 의하여 대전되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 형광체 대전 방법.
2. 제1항에 있어서, 튜브의 내벽면과 튜브의 내벽에 형성된 나선돌기의 표면에 대전을 위해 충분히 상기 형광체입자들의 마찰접촉이 이루어지도록 그 나선돌기에 의해 상기 형광체입자들의 유동이 나선운동으로 선회하면서 전진되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 형광체 대전 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 마찰접촉을 더욱 증대시키기 위해 상기 나선돌기의 나선방향을 교번시켜 그 형광체입자들의 나선운동이 서로 반대방향으로 교번되게 일어나는 것을 특징으로 하는 음극선관의 형광체 대전방법.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 대전특성을 증대시키기 위해 형광체 입자에 PMMA의 1차막과 PAA 2차막으로 코팅되고, 상기 튜브는 폴리에틸렌 튜브인 것을 특징으로 하는 음극선관의 형광체 대전방법.
5. 음극선관의 전자사진식 스크린제조방법의 형광체로 현상하기 위한 음극선관의 형광체 코팅장치에 있어서, 그 형광체 현상을 위해 형광체 미세분말을 공급하는 공급관; 그 공급관의 하류에 그 형광체 미세분말의 유동으로 인한 마찰접촉에 의해 형광체 미세분말들을 대전시키는 마찰대전수단; 그리고 상기 형광체 미세분말을, 상기 공급관을 통해 공급하고, 상기 마찰 대전수단을 통과시키며, 상기 광전도막표면에 접촉시키기 위한 유동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 형광체 코팅장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 마찰대전수단은 내측면에 나선돌기가 형성된 튜브인 것을 특징으로 하는 음극선관의 형광체 코팅장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 나선돌기의 나선방향이 서로 반대방향으로 교번되게 나선돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 음극선관의 형광체 코팅장치.
8. 제5항 내지 제7항중 어느 하나에 있어서, 형광체입자들이 PMMA의 1차막과 PAA 2차막으로 코팅되고, 상기 튜브가 폴리에틸렌 튜브인 것을 특징으로 하는 음극선관의 형광체 코팅장치.