KR100206287B1 - 음극선관의 전자사진식 스크린제조용 다관종 방전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관의 전자사진식 스크린제조용 다관종 방전장치에 관한 것으로서, 판넬 하부에 보조전극 플레이트(71)가 위치되고, 이 보저전극 플레이트 내주면에 출력전압이 조절되는 가변전극을 접속시키며, 상기 가변전극에 가변전극전압(Vc)을 걸쳐 출력전압을 인가시킬 수 있도록 A/D변환기(73) 및 제어부(74)가 연결되고, 주전극(51)으로 부터 일정한 거리를 두고 보조전극 플레이트(71)에 지지되는 보조전극으로 구성된 방전장치를 구비함으로써, 대전도가 약한 부위에서는 전압을 감압시키고, 강한 부위에 위치될때에는 전압을 증압시켜 하나의 방전장치로 크기가 상이한 다관종의 판넬내면을 균일하게 대전시킬 수 있고, 형광체입자의 부착밀도를 고르게 분포시켜 스크린 특성을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

음극선관의 전자사진식 스크린제조용 다관종 방전장치

제1도는 칼라 음극선관의 부분단면한 개략정면도.

제2a도는 제1도의 음극선관 스크린 구성을 나타낸 부분확대 단면도.

제3a 내지 제3e도는 방전장치를 이용하여 음극선관의 스크린을 제조하는 건식 전자사진식 스크린제조 공정을 개략적으로 도시한 설명도.

제4도는 음극선관 스크린제조용 종래의 방전장치를 도시한 것.

제4a도는 14 판넬내면을 대전시키는 상태를 도시한 단면도.

제4b도는 15 판넬내면을 대전시키는 상태를 도시한 단면도.

제5도는 본 발명에 따른 음극선관의 전자사진식 스크린제조용 다관종 방전장치를 도시한 단면도.

* 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 32 : 전도막

34 : 광전도막 36, 50, 70 : 방전장치

38 : 광원(가시광선) 40 : 렌즈

42 : 현상용기 51 : 주전극

51a : 전극부 52 : 축

71 : 보조전극 플레이트 72 : 가변전극

73 : A/D 변환기 74 : 제어부

75 : 절연체 76 : 그리드

본 발명은 음극선관 전자사진식 스크린 제조용 방전장치에 관한 것으로, 판넬의 크기에 관계없이 하나의 방전장치를 사용하여 판넬내면에 균일하게 방전 및 대전시킬 수 있고, 특히 후공정인 형광체입자의 부착밀도를 고르게 분포시켜 스크린 특성을 얻을 수 있는 다관종 방전장치에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은, 제1도에 도시된 바와같이, 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 애퍼처 또는 슬리트(16a)를 통과하여 형광면(20)에 주사된다.

형광면(20)은 면판(18)의 배면에 형성되는데, 칼라의 경우 제2도에 도시된 바와같이 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 휘도증대, 형광면의 이온손상방지, 형광면의 전위강하방지 등의 역할을 하게 된다. 또한, 도시되지는 않지만, 그 알루미늄박막층(22)의 평면도 및 반사율을 높이기 위해서는 형광면(20)과 전도막층(22)사이에 라키(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 크롬감광제 배출 등 여러가지 문제점들을 안고 있다. 최근에 이러한 습식사진석판술을 개량한 전자사진식(electrophotographical) 스크린제조방법이 개발되었는데, 이 전자사진식제조방법도 습식은 여전히 상술한 문제점들을 안고 있으며, 건식제조방법에 의해서는 상술한 문제점들이 상당히 해소되었다.

그 대표적인 건식 전자사진식 스크린제조방법은 미국 특허 제 4,921,767호(1990년 5월 1일 특허됨)에 개시되어 있는 바, 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.

제3a도 내지 제3e도에는 그 건식전자사진식 스크린제조방법의 각 기본공정이 개략적으로 도시된다.

판넬(12)는 스크린공정에 들어가기 전에 그 내면이 여러가지 방법으로 세척된다. 그리고나서, 그 판넬의 면판(18)의 내면에는 제3a도에서와 같이 전기적 전도막(32)이 코팅되고, 그 위에 광전도막(34)이 코팅된다. 이러한 전도막(32)에 사용되는 화합물로는 주석이나 인듐(indium)산화물, 또는 그 혼합물과 같은 무기전도물이 개시되어 있고, 휘발성전도막의 원료로는 Aldrich Chemical Co.의 상품명 폴리브린(Polybrene : 1,5-디메틸-1,5-디아자-언디카메틸렌 폴리메소브로마이드, 헥사디메스린 브로마이드)이 개시되어 있다. 이러한 폴리브린은 약 10 중량%의 프로판놀과 10중량% 수용성 접착 폴리머(폴리 비닐알콜, 폴리아크릴산, 폴리아미드 등)를 함유하는 수용액상태로 도포되고 건조되어 10⁸Ω/□(ohms per square unit) 이하의 표면저항과 약 1-2㎛의 두께를 가지는 전도막(32)을 형성한다. 그 전도막(32)위에 도포되는 광전도막(34)으로는 휘발성 유기폴리머(폴리비닐 카바졸) 또는 폴리머 바인더(폴리메틸메타크릴레이트 또는 폴리프로필렌 카본네이트)에 용해된 n-에틸 카바졸이나 n-비닐카바졸 또는 테트라페닐부타트리엔과 같은 유기단량체와, 적당한 광전도 염료와 용매를 포함하는 도포액이 개시되어 있다. 그 광전도 염료성분으로는 가시광선(바람직하게는 400-700nm파장)에 반응하는 것으로서 크리스탈 바이오릿(crystal violet), 크로리다인 블루우(chloridine blue), 로다민 EG(rhodamine EG)와 같은 것들이 약 0.1 내지 0.4 중량% 함유되는 것으로 개시되어 있다. 그리고 용매로는 전도막(32)을 오염시키지 아니하는 클로로벤젠이나 싸이클로펜타논과 같은 유기물이 개시되어 있다. 이와같은 조성을 가지는 광전도막(34)은 2-6μ의 두께를 가진다.

제3b도에는 상술한 바와 같이 이중코팅된 면판(18)의 광전도막(34)에 종래의 방전장치(36)에 의해 암실에서 +전하로 대전되는 대전공정이 개략적으로 도시된다. 그 방전장치(36)는 +200 내지 +700 볼트의 직류전원의 +전극이 인가되고, -전극은 전도막(32)에 인가됨과 동시에 어스되며, 이와같은 +전극에 인가된 방전장치(36)가 면판(18)의 광전도막(34)위를 가로질러 이동함으로써 광전도막(34)은 +전하로 대전되게 된다. 제3c 도는 노광공정을 도시한 것으로 상술한 바와 같이 대전된 광전도막(34)은 역시 암실내에서 새도우마스크(16)를 통해 렌즈(40)를 구비하는 크세논 플래시 램프(38)에 의해서 노광된다. 따라서, 먼저 새도우마스크(16)가 판넬(12)에 장착되고 전도막(32)은 어스된다. 이 공정에서는 그 크세논 플래시램프(38)를 켜서 렌즈(40)와 새도우마스크(16)를 통해 그 램프(38)의 광선을 광전도막(34)에 조사하면, 새도우마스크(16)의 애퍼처 또는 슬리트(16a)에 해당하는 광전도막(34)부분들이 노광되고, 그 가시광선에 의해 그 노광부분의 +전하가 전도막(32)을 통해 방출되어 제3c도에 도시된 바와 같이 노광부분만 비대전상태로 된다. 상술한 크세논 플래시 램프(38)는 칼라의 경우 빛흡수물질을 부착시키기 위해서는 종래와 같이 그 광선이 각 전자빔의 입사각에 일치하도록 3위치사이를 이동하는 구조가 바람직하다.

제3d도는 형상(형광입자 또는 빛흡수물질의 부착)공정을 개략적으로 도시한다. 이공정에서는 현상용기(42)내에 건식 빛흡수물질미세분말 또는 건식의 각 형광체미세분말과, 그 각 분말과의 접촉으로 정전기를 발생시킬 수 있는 캐리어 비드(carrier bead)가 담겨진다. 그 빛흡수물질용 캐리어 비드는 미세분말과 접촉하여 빛흡수물질입자는 -전하로, 또 형광입자는 +전하로 대전시킬 수 있는 것이 적당하며, 그와같이 전하를 띠도록 혼합된다. 새도우마스크(16)를 제거한 판넬(12)은 광전도막(34)이 그 분말에 접촉할 수 있도록 상술한 분말이 담긴 현상용기(42)위에 설치된다.

이 때 혼합된 분말중에서 -전하를 띤 빛흡수물질은 +전하로 대전된 광전도막(34)의 비노광부분에 전기인력에 의해 부착되게 되며, +전하를 띤 형광입자는 +전하로 대전된 광전도막(34)의 비노광부분에서는 반발하고 비대전상태로 된 광전도막(34)의 노광부분에만 역현상(reversal developing)에 의해 부착하게 된다.

제3e도는 적외선 가열에 의한 고착공정을 도시한 것으로, 이 공정에서는 상술한 현상공정에서 부착된 건식 빛흡수물질입자 또는 건식의 각 형광입자들이 서로, 또한, 광전도막(34)에 고착된다. 따라서, 가열에 의해 융착되는 적당한 폴리머 성분이 그 광전도막(34)과 건식 빛흡수물질입자나 건식의 각 형광입자들에 포함된다.

제4a도는 종래의 전자사진식 스크린 제조용 방전장치를 나타낸 도면으로서, 방전장치(50)는 면판(도시되지 않음)상에 올려지는 음극선관의 판넬(12)과, 이 판넬(12) 하부에 일정한 간격으로 이격된 박판형의 주전극(51)과, 주전극(51)에 장착되어 판넬(12)의 내면곡률을 따라 좌, 우방향으로 왕복운동하는 축(52)으로 구성된다.

상기 주전극(52)의 상단부는 방전을 위한 자유단부로서 대향전극을 향하여 방전을 일으켜 양이온 입자가 형성되도록 첨예한 팁(tip)형상으로 된 다수개의 전극부(52a)가 형성된다.

이 주전극(51)에 대략 +1KV까지 조절가능한 직류전압(V)을 인가하여 광전도막(34)을 + 전하로 대전시킨다.

이와같이 판넬내면의 광전도막(32)에 + 전하로 대전시키기 위하여 패널(12) 내면곡률을 따라 주전극(51)이 축(52)을 중심으로 좌, 우방향으로 왕복운동하여 방전 및 대전시킨다.

즉, 주전극(51)의 전극부(51a)가 판넬(12)의 중앙부에 위치된 거리(A)와 판넬(12)의 주변부에 위치된 거리(B)가 동일하므로 균일하게 대전시킬 수 있다.

그러나, 주전극부의 운동궤적은 판넬 크기가 14, 내면곡률이 551mm인 판넬에 맞도록 셋팅(setting)되어 왕복운동하는 방전장치를 제4b도에서와 같이 크기가 15, 내면곡률이 900mm로 제작된 판넬내면을 대전시켰기 때문에 이로 인하여 중앙부의 거리(A')에 비해 주변부의 거리(B')가 동일하지 않아 주변부의 방전강도가 약함에 따라 중앙부에서 대전도가 집중화현상이 발생되고, 특히 후가공인 형광체 입자 부착시 부착밀도에 차이가 생겨 스크린 특성이 나빠진다.

이를 해소하기 위하여 판넬의 크기에 따른 변경된 내면곡률에 적합하도록 방전장치를 제작하였기 때문에 원가가 상승되고, 다관종 판넬내면의 대전에 따른 교체작업 및 대전시간이 지연되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 대전도가 약한 부위에서는 전압을 감압시키고, 강한 부위에서 위치될때에는 전압을 증압시킴으로써, 하나의 방전장치로 크기가 상이한 다관종의 판넬내면을 균일하게 대전시킬 수 있고, 형광체입자의 부착밀도를 고르게 분포시켜 스크린 특성을 얻을 수 있는 음극선관의 전자사진식 스크린제조용 다관종 방전장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 판넬 하부에 박판형의 주전극이 위치되고 이 주전극을 좌, 우향으로 왕복운동시켜 판넬 내면의 대전 및 방전시키는 음극선관의 스크린제조용 방전장치에 있어서, 판넬 하부에 위치되는 부도체 코팅된 보조전극 플레이트와, 상기 보조전극 플레이트 내주면에 접속되어 판넬내면을 대전시키는 주전극 위치에 따라 출력전압이 조절되는 가변전극과, 상기 가변전극에 연결되어 가변전극 전압(Vc)을 걸쳐 출력전압을 인가시키는 A/D변환기와, 상기 A/D변환기에 연결되어 판넬의 대전강도가 강한부분과 약한부분에 따라서 출력전압을 제어하는 제어부와, 상기 주전극으로 부터 일정한 거리를 두고 보조전극 플레이트에 지지되어 보다 균일한 대전을 일으킬 수 있도록 강한 방전능력을 분산시키는 보조전극을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린제조용 다관종 방전장치를 제공한다.

이하, 첨부도면 제5도를 중심으로 본 발명의 바람직한 실시예가 설명된다.

본 발명에 따른 다관종 방전장치(70)는 부도체가 코팅된 보조전극 플레이트(71), 가변전극(72), A/D 변환기(73) 및 제어부(74), 박판형 주전극(51)이 고정된 절연체(75), 보조전극으로 구성된다.

보조전극 플레이트(71)는 판넬(12) 하부에 위치되고 금속이 코팅된 수지 플레이트가 사용된다.

가변전극(72)에는 보조전극 플레이트(71) 내주면에 접속되어 가변전극전압(Vc)를 거쳐 인가된 전압을 대전되는 판넬(12)의 위치에 따라 A/D변환기(73)를 통해 출력전압이 조정된다. 즉, 대전강도는 거리(A,B)에 따라 다르게 되므로, 다관종 방전장치(70)의 주전극(51)의 전극부(51a)의 운동궤적에 대한 다관종의 패널 곡률과의 함수관계에 의해 제어부(74)에 의해서 A/D변환기(73)을 통해 출력전압이 조절된다.

제어부(74)는 판넬(12)의 대전강도가 강한부분과 약한부분에 따라서 상술한 바와 같이 가변전극(72)의 출력전압을 제어한다.

주전극(51)은 절연체(75)에 고정되고 그 상부에는 팁(tip)형상의 전극부(51a)가 형성된다.

보조전극은 주전극(51)의 전극부(51a) 상부에 배치되어 주전극(51)으로 부터 일정한 거리를 두고 보조전극 플레이트(71)에 지지되는 그리드(76)이다.

상술한 그리드(76)는 주전극(51)으로 부터 방전이 직접 일어날 수 있도록 주전극(51)에 인가되는 전압보다 훨씬 낮은 전압이 인가된다.

그 예로서 주전극(51)에 걸리는 직류전압(Vm)은 0~20KV까지 조절되고 그리도(76)에 걸리는 직류전압(Va)은 0~1KV 까지 조절할 수 있게 한다.

상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 주전극(51)이 판넬의 (12)주변부에 위치되면 주전극전압(Vm)을 걸쳐 인가된 전압에 의해 전극부(51a)에서 방전을 일으켜 그리드(76)를 통해 판넬내면에 대전시킨다.

이때, 보조전극 플레이트(71)에 접속된 가변전극(72)의 출력전압은 제어부(74)에서 대전강도에 따라 전압을 제어한 후 A/D변환기(73)를 통하여 줄어들게 된다.

즉, 주전극(51)의 방전강도가 판넬(12) 주변부에서 강하게 작용할수 있도록 가변전극(72)의 출력전압을 감소시켜 주변부를 균일하게 대전시킨다.

그리고, 주전극(51)의 전극부(51a)에서 형성된 양이온 입자가 보조전극인 그리드(76)를 통과하기 때문에 강한 방전능력을 분산시켜 보다 균일한 대전을 일으킬 수 있다.

주전극(51)이 판넬(12)의 중앙부로 위치될 때까지 A/D변환기(73)를 통해 점차적으로 가변전극(72)의 출력전압을 승압시켜 대전강도가 강한 부분에서의 집중화현상을 방지하여 판넬내면에 전체에 걸쳐 균일화시킨다.

이와같이 판넬(12) 주변 및 중앙부로 위치되는 전극부(51a)에 따라 가변전극(72)의 출력전압을 달리하여 다관종 판넬에 사용 가능하다.

이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 청구범위에 기재된 사항으로부터 당업자라면 여러가지 응용과 변경이 가능할 것이다. 예를 들어, 보조전극의 밀도를 조절하여 전면적에 걸쳐 대전분포를 조절할 수 있다.

Claims (3)

1. 판넬(12) 하부에 박판형의 주전극(51)이 위치되고 이 주전극(51)을 좌, 우향으로 왕복운동시켜 판넬(12) 내면의 대전 및 방전시키는 음극선관의 스크린제조용 방전장치에 있어서, 판넬(12) 하부에 위치되는 부도체 코팅된 보조전극 플레이트(71)와, 상기 보조전극 플레이트 내주면에 접속되어 패널 내면을 대전시키는 주전극 위치에 따라 출력전압이 조절되는 가변전극(72)과, 상기 가변전극에 연결되어 가변전극전압(Vc)을 걸쳐 출력전압을 인가시키는 A/D변환기(73)와, 상기 A/D변환기에 연결되어 판넬의 대전강도가 강한부분과 약한부분을 주전극(51)의 전극부(51a)의 운동궤적에 대한 다관종의 패널(12)의 내면 곡률과의 관계에 의해 설정되는 가변전압으로 출력전압을 제어하는 제어부(74)와, 상기 주전극으로 부터 일정한 거리를 두고 보조전극 플레이트에 지지되어 판넬내면에 보다 균일한 대전을 일으킬 수 있도록 강한 방전능력을 분산시키는 보조전극(76)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린제조용 다관종 방전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 방전장치는 판넬의 크기 및 이에 따른 곡률이 상이한 다관종 판넬에 대해 상기 제어부(74)에서 판넬의 크기 및 이에 따른 곡률을 설정함으로써 주전극(51)의 전극부(51a)의 운동궤적에 대해 각 패널(12)에 대해 가변전압으로 출력전압을 제어하는 다관종 방전장치(70)인 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린제조용 다관종 방전장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 보조전극(76)은 주전극의 전극부에서의 방전이 전도막에 직접 일어나지 않도록 방지시키는 그리드로 이루어진 것을 특징으로 하는 음극선관의 전자사진식 스크린제조용 다관종 방전장치.