KR100208173B1 - 칼라 음극선관의 내장도전피막 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관에 있어서 전원의 온(ON), 오프(OFF)시 브라운관 내부 방전으로 판넬 페이스면에 화면이 형성되지 않는 것을 방지하려는 것이다.

도전피막은 흑연과 저항 값을 높여주는 금속산화물과, 상기 흑연과 금속 산화물을 펀넬 내면에 잘 부착되도록 해주는 접착제와, 상기 흑연과 금속 산화물이 잘 분산될 수 있도록 해주는 분산제와, 망간과 아연이온이 함유된 도전성을 갖는 망간징크 페라이트 자성분말로 구성된 칼라음극선관의 내장도전피막.

Description

칼라 음극선관의 내장도전피막

제1도는 칼라브라운관의 구조도.

제2도는 도전막이 표시된 칼라브라운관의 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 판넬 2 : 펀넬

3 : 네크부 4 : 새도우 마스크

5 : 프레임 6 : 인너쉴드

7 : 전자총 8 : 편향요크

9 : 마그네트 10 : 음극선관

11 : 내부도전막 12 : 외부도전막

13 : 캐비트 아노드

본 발명은 칼라 음극선관에 있어서 전원의 온(ON), 오프(OFF)시 브라운관 내부 방전으로 판넬 페이스면에 화면이 형성되지 않는 것을 방지하려는 것이다.

종래의 기술을 설명하면 다음과 같다.

칼라브라운관은 제1도에 표시한 바와 같이 내측면에 형광막이 형성된 판넬(1)과 내측면에 전도성을 갖는 흑연이 도포된 펀넬(2)이 약 450의 화로에서 융착글라스로 서로 봉합되어지며 펀넬의 네크부(3)에 전자빔을 발생시키는 전자총(7)이 장착되어 있고 판넬의 내측에는 색선별 전극인 새도우 마스크(4)가 프레임(5)에 의하여 지지되어 있으며 펀넬의 외주면에는 전자빔을 좌우로 편향시켜주는 편향요크(8)가 장착되어 있다. 이렇게 구성된 칼라브라운관은 전자총에 영상신호를 입력하면 전자총의 캐소드로부터 열전자가 방출되며 방출된 전자는 전자총의 각 전극에서 인가된 전압에 의하여 판넬쪽으로 가속 및 집속과정을 거치면서 진행하게 된다.

이때 전자는 판넬의 네크부에 장착된 마그네트(9)의 자계에 의하여 전자의 진행 경로가 조정되며 조정된 전자빔은 편향요크(8)에 의하여 판넬의 내면에 주사되어지는데 편향된 전자빔은 판넬의 내측면 프레임에 결합된 새도우 마스크의 스롯(slot)을 통과하면서 색선별이 이루어지고 선별된 전자빔은 판넬내면 각각의 형광막에 충돌하여 발광시킴으로써 영상신호를 재현한다. 그리고 전자빔이 새도우 마스크의 스롯을 통과하여 형광막에 도달되는데 있어서 지자기의 영향으로 전자빔의 편향이 일어나는 것을 방지하기 위하여 판넬 쪽에서 볼 때 새도우 마스크가 결합된 프레임 뒤쪽에 지자기 차폐체인 인너쉴드가 부착되어 있다.

제2도에서와 같이 판넬(1)과 펀넬(2)에 융착되어져서 형성된 음극선관(10)은 전기적으로 콘덴서의 역할을 하도록 펀넬(2)의 내부와 외부에 전기적 도전성을 가지는 내부 도전막(11)과 외부도전막(12)를 형성시키고 캐비티(13)를 통하여 고전압이 음극선관에 인가되도록 하여 음극선 화면이 형성되도록 하였다. 종래에는 도전막 형성을 위해서 흑연, 접착제(물유리), 분산제로 혼합물을 만들어 사용하다가 근래에는 전기적 저항 증가를 목적으로 금속산화물을 추가하고 있다.

그리고 종래 도전성 피막을 형성하는 방법으로서, 붓이나 스폰지로 도포하는 방법, 분사에 의한 도포 방법, 침적법, 플로우 코팅법, 등의 도포방법이 제안되고 있다.

이 방법들 중에서 최근에는 펀넬 내면에 도포하는 방법으로는 한번의 작업으로 도전성 피막의 도포가 쉽게 이루어지는 플로우 코팅법이 일반적으로 널리 이용되고 있으며 펀넬 외면에 도포하는 방법은 붓이나 스폰지로 도포하는 방법이 일반적으로 널리 이용되고 있다.

좀 더 자세히 설명하면 도전성 피막액 각 성분의 역할을 살펴보면 흑연은 도전성 물질로서 캐비티를 통하여 인가된 전류가 도전성 피막을 따라서 전자총 부분에까지 잘 흐르도록 해준다. 또한 접착제는 규산염 칼륨이나 규산염 나트륨이 사용되며 흑연 및 금속 산화물을 펀넬 유리면에 잘 부착되도록 해준다. 분산제는 흑연과 금속 산화물이 순수가 포함되어 있는 물유리 속에 잘 분산 되도록 해주는 역할을 한다.

흑연과 함께 첨가된 금속 산화물은 부도체로서 전기적 저항값을 높여주는 역할을 하며 산화철(Fe₂O₃)이나 산화티탄(TiO₂)을 사용하고 있다. 하지만 금속산화물을 사용하지 않은 도전성 피막의 경우 음극선관의 전자총 부분에서 이물질이 존재하게되면 전기적 스파크가 발생하고 이때 약 6001000A의 높은 전류가 발생하여 전자총이 접촉된 부분의 도전성 피막과 음극선관의 전기회로 부품에 손상을 주는 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위하여 흑연, 접착제, 분산제가 혼합된 기존의 도전성 피막에 부도체인 산화철, 산화티탄을 첨가하여 사용하고 있다.

과전류를 줄이기 위하여 혼합된 산화철과 산화 티탄은 비중이 흑연보다 높기 때문에 도전성 피막액을 간단히 방치하거나 도전성 피막액을 펀넬에 도포하고 방치하였을 때 산화철과 산화 티탄은 아래로 가라앉고 흑연 층은 위로 뜨는 층분리가 이루어질 수도 있다.

그리고 만일 측연층이 위로 뜬 상태에서 도포되어 건조가 이루어지면 전기적 도전성이 좋아져서 저항 값이 낮아지고 이로 인하여 금속 산화물을 첨가하지 않았을 때와 같은 문제점이 발생하게 된다. 또 가라앉은 금속 산화물을 재분산 시키는데 많은 시간이 걸리며 금속 산화물의 분산성도 나쁘게 되어 도전성 피막이 균일하지 않게 되는 문제점도 발생한다.

한편 종래의 도포방법 중 붓이나 스폰지로 도포하는 방법은 공정이 복잡하고 도막이 균일하지 못한 문제점이 있고 분사 도포 방법은 흑연 슬러지의 분산 상태에 따라서 막 얼룩이 생기는 문제점이 있다. 또한 침적법이나 플로우 코팅의 경우 도포막을 형성시키지 않아야 되는 부분에 도포막이 형성되기 쉬워 형성된 막을 제거하는데에 공정이 복잡하고 재료의 손실도 따르게 되며 펀넬 내면에 묻은 도료가 펀넬 내면의 윗부분에서 아랫부분으로 흘러내리기 때문에 흘러내리는 도료는 펀넬의 윗부분에서는 두께가 얇아져 전기저항이 커지고 펀넬의 요크부에서는 흘러내리는 속도가 약해지기 때문에 두께가 두껍게 되어 전기저항이 낮아지고 네크부에서는 흑연을 포함한 도포액이 빠져나가기 때문에 전기저항이 더 낮아지게 되며 특히 도포액의 점도에 따라 도포 두께가 달라지고 펀넬 내면에 불균일한 전기저항이 형성된다.

특히 펀넬 내면에 형성된 도포막의 윗부분 중 프레임이나 인너쉴드에 부착되어 펀넬 내면의 도전성 도포막과 접촉하고 있는 접촉스프링 접촉부위에서 전기저항이 4K이상으로 높을 경우 음극선관을 온(on) 오프(off)할 때 스프링과 도전막의 전위차로 인하여 방전이 일어나 스프링 접촉 부위의 도전막이 파괴되어 없어져버려 음극선관의 캐비티를 통하여 가해진 고전압이 펀넬 내면에서 균일하게 흐르지 않게 되고 그 결과 화면이 형성되지 않게 되는 치명적인 제품 불량도 발생하는 문제점도 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점들을 감안하여 발명되어진 것으로서, 본 발명은 흑연과 망간과 아연 이온이 함유된 평균입자경이 0.110인 도전성을 갖는 망간징크페라이트 자성분말을 사용하여 제조된 도전액을 펀넬 내면에 도포하여 펀넬의 네크부 전기저항을 크게 낮추지 않으면서 컨택트 스프링이 접촉하는 부위의 전기저항을 낮추어 칼라 음극선관의 온, 오프시에 음극선관의 내부에서 방전이 일어나지 않게 할 뿐만 아니라 산화철의 높은 투자율을 이용한 지자계 특성을 향상시키도록 구성되있다.

본 발명의 도전성막은 다음과 같은 도료 조성물로 구성되어 있다.

도전재로는 입자경이 0.120인 흑연 분말을 전체구성물중 130첨가하며, 입자경이 0.120이고 보자력이 1 0e이하이고 투자율이 200이상인 망간 징크페라이트 자성분말(Mn-Zn Ferrite Oxide)을 130첨가한다. 규산염 칼륨, 규산나트륨으로 구성되어 있는 접착제를 전체 구성물 중 530첨가하며, 폴리메틸렌 비스나 프탈렌 소디움술포네이트(polymethylene bisnaphthalene Sodium sulfonate)를 분산제1로서 전체 구성물중 0.53첨가하며, 농축된 나프탈렌 술포닉산 소디움솔트(Sodium Salt of condenced naphthalene sulfonic adid)를 분산제2로서 전체 구성물중 53첨가하며, 순수는 전체 구성물중 6080첨가한다.

본 발명의 피막액 도료의 각 성분을 설명하면 다음과 같다.

흑연은 도전성 물질로 전자총에서부터 형광체까지 전류가 흐르도록 해주며 배합비에 따라 저항 값이 변하게 되므로 필요에 따라서 칼라 음극선관용으로는 입자경이 0.120인 흑연을 전체 구성물 중 130정도로 첨가하여 혼합한다.

입자경이 0.10이하이면 도료의 분산이 곤란해지며 20이상이 되면 도전성 피막의 표면이 거칠어져 부분적으로 전기저항이 증가하여 음극선관 내부에서 방전이 일어나 전기가 통하지 않게 되는 도통 불량이 발생할 수도 있다. 그리고 첨가량을 1이하로 하면 도전성을 부여해주는 흑연의 기능이 전체적으로 약해져 전기저항이 증가하게 되며 30이상 첨가하면 과전류가 흘러서 전자총 부분에서 이물질이 존재하게 되며 전기적 스파크가 발생하고 이때 약 6001000A의 높은 전류가 발생하여 전자총이 접촉된 부분의 도전성 피막과 음극선관의 전기회로 부품에 손상을 주는 문제점이 발생한다.

망간징크페라이트는 일반적으로(FeZn)×(FeMn)_2-×O₃형태로 되어 있는 검은색 분말로서 보자력이 1 0e이하로 매우 작으면서 투자율이 우수할 뿐만 아니라 망간(Mn)과 아연(Zn)의 조성에 따라 투자율과 전기저항을 조절할 수 있어서 현재 전자파 차폐용 재료로 널리 사용되고 있다. 특히 저역(5kHz 이하의 주파수 대역)에서의 전자파 차폐 효과가 우수할 뿐만 아니라 자기차폐 효과도 크기 때문에 자기쉴드 재료로 각광을 받고 있다.

따라서 음극선관의 도전성 피막에 사용되고 흑연의 일부를 망간징크페라이트로 대신하여 도료를 만들어 도포하면 도전성 피막의 전기저항이 변할 뿐만 아니라 망간징크페라이트의 자기특성으로 인하여 지자계 차폐 효과도 거둘 수 있다. 도전성 피막을 입히기 위하여 입자경이 0.120인 망간징크페라이트 분말을 120첨가하여 도전성 피막을 제조한다. 입자경은 0.120이며 바람직하게는 0.54로 한다. 만일 입자경이 20이상이면 도전성 피막의 표면이 거칠어져 부분적으로 전기저항이 증가하여 음극선관 내부에서 방전이 일어나 전기가 통하지 않게 되는 도통불량이 발생할 수도 있으며 0.1이하이면 자성분의 입자가 단자구로 되면서 전기저항이 증가하며 자기차폐 효과가 저하될 수도 있다.

접착제는 흑연과 산화철을 펀넬 유리면에 강하게 접착시키는 역할을 하며 유리의 성분과 비슷한 성분을 지닌 규산염이 사용되는데 일반적으로 사용되는 규산염은 규산염칼륨과 규산나트륨을 530첨가하여 사용한다. 이 규산염의 첨가량이 5미만이 되면 접착력이 약해져서 피막 박리가 일어나며 이것으로 인하여 스파그 발생, 새도우 마스크 막힘 등의 문제점이 발생한다. 또한 규산염의 양이 30이상으로 증가하면 접착력은 좋아지지만 규산염에서 CO₂가스가 발생하게 되며, 펀넬을 불산으로 재세척하여 사용하게 될 때 세척이 제대로 되지 않는 문제점이 있다.

분산제로 사용되고 있는 폴리메틸렌 비스나프탈렌 소디움술포네이트와 농축된 나프탈렌 술포닉산의 소디움 솔트는 흑연입자와 산화철 입자를 골고루 분산시켜서 균일한 외관 및 저항 값을 갖게 해 줄 뿐만 아니라 흑연과 산화철의 침전을 방지해주는 기능을 가지고 있다.

본 발명의 효과를 입증하기 위하여 실시예와 비교예를 들어보았다.

[실시예 1]

도전성 피막의 도전성을 조절하기 위하여 입자경이 5인 흑연 분말을 10첨가하고 평균 입자경이 10이고 보자력이 0.08 Oe이고 투자율이 5,700인 (FeZn)_0.7(FeMn)_1.3O₃망간징크페라이트 분말을 전체 도료 조성물의 15첨가하고 규산염칼륨, 규산나트륨으로 구성되어 있는 접착제를 전체 도료조성물의 12첨가하고 폴리메틸렌 비스나프탈렌 소디움술포네이트(polymethylene bisnaphthalene sodium sulfonate)로 되어 있는 분산제를 2첨가하고 농축된 나프탈렌 술포닉산 소디움솔트(Sodium salt of condenced naphthalene sulfonic acid)를 1첨가하여 순수를 전체 도료 조성물의 60첨가하여 도료 조성물을 만들어 플로우 코팅법으로 29칼라음극선관의 펀넬에 도포하여 도전성 피막을 제조한다.

[실시예 2]

도전성 피막의 도전성을 조절하기 위하여 입자경 5인 흑연 분말을 10첨가하고 평균 입자경이 10, 보자력이 0.08 Oe, 투자율이 5700인 (FeZn)_0.7(FeMn)_1.3O₃망간징크페라이트 분말을 전체 도료 조성물의 15첨가하고 규산염칼륨, 규산나트륨으로 구성되어 있는 접착제를 전체 도료 조성물의 12첨가하고 폴리메틸렌 비스나프탈렌 소디움 술포네이트(polymethylene bisnaphthalene sodium sulfonate)로 되어있는 분산제를 2첨가하고 농축된 나프탈렌 술포닉산 소디움 솔트(Sodium salt of condenced naphthalene sulfonic acid)를 1첨가하여 순수를 전체 도료 조성물의 60첨가하여 도료 조성물을 만들어 플로우 코팅법으로 29 칼라음극선관의 펀넬 내면에 4로 도포하고 붓으로 펀넬 외면에 20도포하여 도전성 피막을 제조한다.

[비교예]

도전성 피막의 도전성을 조절하기 위하여 입자경이 5인 흑연 분말을 전체 도료 조성물의 15첨가하고 평균 입자경이 9이고 철분 중 Fe²⁺이온이 없는 산화철을 전체 도료 조성물의 10첨가하고, 규산염칼륨, 규산나트륨으로 구성되어 있는 접착제를 전체 도료 조성물의 12첨가하고 폴리메틸렌 비스나프탈렌 소디움 술포네이트(polymethylene bisnaphthalene sodium sulfonate)로 되어 있는 분산제를 2첨가하고 농축된 나프탈렌 술포닉산 소디움 솔트(Sodium salt of condenced naphthalene sulfonic acid)를 1첨가하여 순수를 전체 도료 조성물의 60첨가하여 도료 조성물을 만들어 플로우 코팅법으로 29 칼라음극선관의 펀넬 내면에 도포하여 도전성 피막을 제조한다.

실시예와 비교예에서 제조된 펀넬에 대하여 두께별 전기 저항을 측정하고 펀넬 부위별 전기저항을 평가하였으며 컨택트 스프링 접촉부위에서 10,000회 연속 온(ON)오프(Off)하였을 때 전기적 스파크에 의하여 도전성 피막이 벗겨지는 지의 여부를 조사하였다.

그리고 지자기 특성은 29 칼라음극선관의 방향 전환시 음극선관의 정중앙에서 전면을 가로 세로로 등분한 제1사분면의 코나로부터 가로 세로 각각 7cm 지점에서 교차하는 곳의 전자빔의 랜딩(landing)특성을 평가하였다.

본 발명의 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 효과를 조사한 결과는 다음과 같다.

표 1로부터 본 발명의 실시예는 두께가 얇거나 두꺼워도 도전성이 5K미만이어서 컨택트스프링과의 접촉 부위에서 일반적으로 방전이 일어나 도전막이 파괴되기 쉬운 전기저항영역(5K이상)에 속하지 않음을 알 수 있으며 표 2와 표 3으로부터 전기저항이 높지 않아서 컨텍트 스프링부에서 방전으로 도전막이 파괴되지 않으며 표 4로부터 지자기 특성도 향상됨을 알 수 있다.

본 발명의 실시예와 비교예를 통하여 살펴본 바와 같이 흑연과 망간과 아연 이온이 함유된 평균입자경이 0.110인 도전성을 갖는 망간징크페라이트 자성분말을 사용하여 제조된 도전액을 펀넬 내면 또는 외면에 도포할 경우 펀넬의 네크부 전기저항이 크게 낮아지지 않으면서 컨택트 스프링이 접촉하는 부위의 전기저항을 낮출 수 있고 그 결과 칼라 음극선관의 온, 오프시에 음극선관의 내부에서 방전이 일어나지 않을 뿐 아니라 외면에 도포시 지자계 특성도 향상됨을 알 수 있다.

Claims (11)

1. 형광막이 도포된 판넬과 내장도료가 도포된 펀넬에 판넬이 봉합되어지고, 펀넬의 후미에 네크부가 있으며 상기 네크부에는 전자총이 장착되어 있고 판넬 내측에는 색선별 전극인 새도우 마스크가 프레임에 지지되어 있으며 펀넬의 외주면에는 전자빔을 좌우로 편향시켜 주는 요크가 장착되어 있고 펀넬의 도전피막이 도포된 칼라음극선관에 있어서, 상기 도전피막은 흑연과 저항 값을 높여주는 금속산화물과, 상기 흑연과 금속산화물을 펀넬 내면에 잘 부착되도록 해주는 접착제와, 상기 흑연과 금속산화물이 잘 분산될 수 있도록 해 주는 분산제와, 망간 이온과 아연이온이 함유된 도전성을 갖는 망간징크페라이트 자성분말로 구성된 칼라음극선관의 내장도전피막.
2. 제1항에 있어서, 전체 도전 피막에서 흑연이 전체조성물 중 130첨가된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 내장도전피막.
3. 제2항에 있어서, 흑연의 입자경이 0.120인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 내장도전피막.
4. 제1항에 있어서, 흑연과 평균입자경이 0.110이고 망간 이온과 아연이온이 함유된 도전성을 갖는 망간징크페라이트 자성분말을 사용하여 제조된 도전액이 펀넬의 내면과 외면에 도포되는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 내장도전피막.
5. 제1항에 있어서, 전체 도전 피막에서 망간과 아연이온이 함유된 도전성을 갖는 망간징크페라이트 자성분말이 전체조성물 중 130첨가된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 내장도전피막.
6. 제4항에 있어서, 망간과 아연이온이 함유된 도전성을 갖는 망간징크페라이트 자성분말의 보자력이 1 Oe 이하인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 내장도전피막.
7. 제4항에 있어서, 망간과 아연이온이 함유된 도전성을 갖는 망간징크페라이트 자성분말의 투자율이 200 이상인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 내장도전피막.
8. 제1항에 있어서, 전체 내장도료 중 접착제는 530인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 내장도전피막.
9. 제7항에 있어서, 접착제는 규산염갈륨 및 규산나트륨으로 구성된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 내장도전피막.
10. 제1항에 있어서, 분산제는 폴리메틸렌 비스나프탈렌 소디움 술포네이트 및 나프탈렌 술포닉산 소디움솔트 중 적어도 하나를 선택하여 첨가하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 내장도전피막.
11. 제10항에 있어서, 분산제 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 경우는 첨가량이 0.53인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 내장도전피막.