KR100213774B1

KR100213774B1 - 칼라음극선관의 내장도료

Info

Publication number: KR100213774B1
Application number: KR1019960057314A
Authority: KR
Inventors: 김상문
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1999-08-02
Also published as: CN1121461C; CN1183440A; DE69714552T2; DE69714552D1; US5998920A; JPH10162757A; KR19980038415A; ID19387A; EP0844641B1; JP2969561B2; EP0844641A1

Abstract

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

본 발명의 구성은 형광막이 도포된 판넬과 내장도료가 도포된 펀넬이 판넬에 봉합되어지고, 펀넬의 후미에 네크부가 있으며, 상기 네크부에는 전자총이 장착되어 있고 판넬 내측에는 색선별 전극인 새도우 마스크가 프레임에 지지되어 있으며 펀넬의 외주면에는 전자빔을 좌우로 편향시켜주는 편향요크가 장착되어 있는 칼라브라운관에 있어서, 펀넬 내면에 도포된 내장도료는 흑연과 철분중 Fe²⁺이온이 없는 산화철과 Fe²⁺이온이 있는 산화철, 그리고 흑연과 산화철이 펀넬에 잘 접착될 수 있도록 하는 접착제와, 상기 흑연과 금속산화물이 잘 분산될 수 있도록 하는 분산제로 구성된 칼라브라운관용 내장도료이다.

Description

칼라음극선과의 내장도료

제1도는 칼라음극선관의 개략도.

제2도는 칼라음극선관에 내부도전막과 외부도전막이 형성된 상태도.

제3도는 펀넬쪽에서 본 전기저항측정 방향도.(2단자법으로 측정)

제4도는 펀넬내면 가장자리에서 네크부까지 전기저항도.

제5도는 콘택트 스프링 접촉부와 네크부 전기저항 비교 결과도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 판넬 2 : 펀넬

4 : 새도우마스크 5 : 프레임

8 : 편향요크 20 : 음극선관

21 : 내부도전막 22 : 외부도전막

23 : 캐비티

종래의 칼라브라운관은 제1도에 표시한 바와 같이 내측면에 형광막이 형성된 판넬(1)과 내측면에 전도성을 갖는 흑연이 도포된 판넬(2)은 약 450℃의 로에서 융착 글라스로 서로 봉합되어지며, 펀넬의 네크부(7)에 전자빔(9)을 발생시키는 전자총(3)이 장착되어 있고, 판넬의 내측에는 색선별 전극인 새도우 마스크(4)가 프레임(5)에 의하여 지지되어 있으며, 펀넬의 외주면에는 전자빔을 좌우로 평향시켜주는 편향요크(8)가 장착되어 있다.

이렇게 구성된 칼라브라운관은 전자총에 영상신호를 입력하면 전자총의 캐소드로부터 열전자가 방출되며, 방출된 전자는 전자총의 각 전극에서 인가된 전압에 의하여판넬쪽으로 가속 및 집속과정을 거치면서 진행하게 된다.

이때 전자는 판넬의 네크부에 장착된 편향요크(8)의 자계에 의하여 전자의 진행경로가 조정되며 조정된 전자빔은 판넬의 내측면 프레임에 결합된 새도우 마스크의 슬롯을 통과하면서 색선별이 이루어지고 선별된 전자빔은 판넬내면의 각각의 형광막에 충돌하여 발광시킴으로써 영상신호를 재현한다.

그리고 전자빔이 새도우 마스크의 슬롯을 통과하여 형광막에 도달되는데 있어서 지자기의 영향으로 전자빔의 편향이 일어나는 것을 방지하기 위하여 판넬쪽에서 볼때 새도우 마스크가 결합된 프렘임 뒤쪽에 지자기 차폐물질(이하 인너쉴드; INNER SHIELD라함.)(6)이 부착되어 있다.

제2도에서와 같이 판넬(1)과 펀넬(2)에 융착되어져서 형성된 음극선관(20)은 전기적으로 콘덴서의 역할을 하도록 펀넬(2)의 내부와 외부에 전기적 도전성의 가지는 내부 도전막(21)과 외부도전막(22)을 형성시키고 캐비티(23)를 통하여 고전압이 음극선관에 인가되도록 하여 음극선이 화면이 형성되도록 하였다.

종래에는 도전막 형성을 위해서 흡연, 접착제(물유리), 분산제로 혼합물을 만들어 사용하다가 근래에는 전기적 저항 증가를 목적으로 금속산화물을 추가하고 있다.

그리고 종래 도전성 피막을 형성하는 방법으로써는 붓이나 스폰지로 도포하는 방법, 분사에 의한 도포 방법, 침적법, 플로우 코팅법이 있다.

이 방법들중에서 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 설명하여 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 분산되도록 해주는 역할을 한다.

흑연과 함께 첨가된 금속 산화물은 부도체로서 전기적 저항값을 높여주는 역할을 하며 산화철(Fe₂O₃)이나 산화티탄(TiO₂)을 사용하고 있다.

그러나 금속산화물을 사용하지 않은 도전성 피막의 경우 음극선관의 전자총 부분에서 이물이 존재하게 되면 전기적 스파크가 발생하고 이때 약 600~1000A의 높은 전류가 발생하여 전자총이 접촉된 부분의 도전성 피막과 음극선관의 전기회로 부품에 손상을 주는 문제가 발생한다.

이를 해결하기 위하여 흑연, 접착제, 분산제가 혼합된 기존의 도전성 피막에 부도체인 산화철, 산화티탄을 첨가하여 사용하고 있다.

과전류을 줄이기 위하여 혼합된 산화철과 산화 티탄은 비중이 흑연보다 높기 때문에 도전성 피막액을 간단히 방치하거나 도전성 피막액을 펀넬에 도포하고 방치 하였을 때 산화철과 산화 티탄은 아래로 가라 앉고 흑연 층은 위로 뜨는 층분리가 이루어질 수도 있다.

그리고 만일 흑연층이 위로 뜬 상태에서 도포되어 건조가 이루어지면 전기적 도전성이 좋아져서 저항값이 낮아지고 이로 인하여 금속 산화물을 첨가하지 않았을때와 같은 문제가 발생하게 된다.

또 가라않은 금속 산화물을 재분산 시키는데 많은 시간이 걸리며 금속 산화물의 분산성도 나쁘게 되어 도전성 피막이 균일하지 않게 되는 문제도 발생한다.

한편 종래의 도포방법 중 붓이나 스폰지로 도포하는 방법은 공정이 복잡하고 도막이 균일하지 못한 문제가 있고 분사 도포 방법은 흑연 슬러리의 분산상태에 따라서 막 얼룩이 생기는 문제가 있다.

또한 침적법이나 플로우 코팅의 경우 도포막을 형성시키지 않아야 되는 부분에 도포막이 형성되기 쉬어 형성된 막을 제거하는데 공정이 복잡하고 재료의 손실도 따르게 되며 펀넬 내면에 묻은 도료가 펀넬 내면의 윗부분에서 아랫부분으로 흘러 내리기 때문에 흘러내리는 도료는 펀넬의 윗부분에서는 두께가 얇아져 전기저항이 커지고 펀넬의 요크부에서는 흘러내리는 속도가 약해져 두께가 두껍게 되어 전기저항이 낮아지며 또 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 5㏀이상으로 높을 경우 음극선관을 온(On) 오프(Off)할때 스프링과 도전막의 전위차로 인하여 방전이 일어나 스프링 접촉부위의 도전막이 파괴되어 없어져버려 음극선관의 캐비티를 통하여 가해진 고전압이 펀넬 내면에서 균일하게 흐르지 않게 되고 그 결과 화면이 형성되지 않게 되는 치명적인 제품 불량도 발생한다.

본 발명은 흑연과 Fe²⁺이온이 함유되어 있지 않으면서 입자경이 20㎛이하인 구상의 형태를 갖는 산화철과 Fe²⁺이온이 5%이상 함유되어 있고 평균 입자경이 1000Å 이하인 산화철을 사용하여 제조된 도전액을 펀넬 내면에 플로우 코팅으로 도포하여 도 펀넬의 네크부 전기저항을 크게 낮추지 않으면서 컨택트 스프링(5')이 접촉하는 부위의 전기저항을 낮추어 칼라 음극선관의 온,오프시에 음극선관의 내부에서 방전이 일어나지 않도록 구성하였다.

본 발명의 도전성 막을 제조하기 위한 도료 조성물은 다음과 같다.

(1) 도전재 : 흑연분말; 1~30% 첨가하며, 입자경 0.1~20㎛인 흑연분말.

산화철1; 5~30% 첨가하며, 입자경 0.1~20㎛이고 철분 중 Fe²⁺이온이 없는 산화철.

산화철2; 0.5~30%첨가하며, 철분 중 Fe²⁺이온이 5%이상되고 입자경이 1000Å이하인 산화철.

(2)접착제; 5~30% 첨가하며, 규산염 칼륨, 규산나트륨으로 구성되어 있는 접착제.

(3)분산제1; 0.5~3% 첨가하며 폴리메틸렌 비스나프탈렌 소디움술포네이트.

(4)분산제2; 0.5~3% 첨가하며 농축된 나프탈렌 술포닉산 소디움 솔트(Sodium salt of condenced naphthalene sulfonic acid).

(5) 순수; 60~80% 첨가.

본 발명의 피막액 도료의 각 성분의 역할은 다음과 같다.

흑연은 도전성 물질로 전자총에서 부터 형광체에 까지 전류가 흐로도록 해주며 산화철과의 혼합비에 따라 저항값이 변하게 되므로 필요에 따라서 혼합해서 사용하며 브라운관의 용으로는 1~30%정도로 첨가하여 혼합한다.

1%이내로 첨가하면 도전성이 적어지고 전기저항이 켜져 도전성을 발휘하지 못하며 30%이상 첨가하면 과전류가 흘러서 전자총 부분에서 이물이 존재하게 되면 전기적 스파크가 발생하고 이때 약 600~1000A의 높은 전류가 발생하여 전자총이 접촉된 부분의 도전성 피막과 음극선관의 전기회로 부품에 손상을 주는 문제가 발생한다.

산화철은 일반적으로 Fe₂O₃형태를 가지며 Fe²⁺함량이 거의 없는 붉은색 또는 엘로우브라운색 계통의 산화철이 사용되었는데 이 산화철은 음극선관 내부에 흐르는 과전류를 낮추어 음극선관 전기회로를 보호하기 위한 저항체로써 사용되는 장점을 갖고 있지만 도전피막도료의 도포 방법에 따라서 부위 별로 저항치가 달라지는 문제가 생길 수도 있으며 특히 프레임부와 펀넬사이에서 전기흐름의 통로로서 역할을 하는 컨택트 스프링의 접촉부위에서 스파크가 발생하여 도포된 피막이 박리되어 브라운관 내부에 전류가 흐르지 않게 되는 문제가 생길수도 있다.

첨가량은 보통 5~30%이며 바람직하게 10~20%정도이다.

5%로 첨가하면 전기적 저항을 높여주는 기능을 상실하게 되고 30%이상 첨가하면 전기저항이 높아질 뿐만 아니라 도전액이 제조될 때 흑연과 산화물의 균일한 분산이 이루어지지 않고 흑연과 산화물의 비중차로 인하여 층분리가 발생하여 원하는 도전성도료를 제조하기 어렵다.

이러한 점을 방지할 목적으로 본 발명에서는 기존의 산화철로서 20㎛이상이 되면 도전성피막의 표면성이 나빠지기 때문에 20㎛이하이고 분산성이 양호한 구상의 산화철을 이용하였으며 산화철의 역할을 하면서 전기를 통하게 해주는 기능을 갖는 Fe²⁺함량이 5%이상 함유되고 있고 입자크기가 1000Å이하인 산화철을 첨가하면 컨택트 스프링의 접촉부위에서 전기저항이 저하되어 종래에 스파크가 발생하는 문제를 해결할 수 있었다.

본 발명자는 연구 결과 산화철속에서 Fe²⁺함량이 5%이상 존재하게 만들면 즉 Fe₂O₃의 산화철을 (FeO)x(Fe₂O₃)_1-X의 구조(X ≥0.1)로 만들면 Fe²⁺에 의하여 도전성을 띠게되며 Fe²⁺함량이 증가함에 따라 산화철의 색깔은 검은 색을 띠게되면서 도전성이 좋아지게되는 특성을 갖게 되며 흑연과의 조합비에 따라 얻고자 하는 도전성 피막 도료를 제조할 수 있다.

Fe²⁺함량이 5%이하가 되면 산화철의 도전성을 거의 없기 때문에 상기에 서술한 원하는 바의 특성을 얻을 수 없다.

그리고 산화철 속에서 Fe²⁺함량은 화학분석 방법으로 쉽게 검출이 가능하다.

그리고 Fe²⁺함량이 5%이상이 되면 산화철은 자성을 가지며 산화철 자체의 보자력이 증가하게 되는데 이로 인하여 지구자기장에 의하여 자기빔이 왜곡되는 현상을 방지하기 위한 인너쉴드의 역할이 저하되고 또 산화철의 보자력의 영향으로 산화철이 존재하는 곳으로 전자빔이 왜곡되기 쉬워져 화질의 저하가 발생하게 된다.

그러나 Fe²⁺함량이 5%이상이더라도 입자경이 1000Å이하가 되면 자성체는 단 자구 입자로되면서 보자력이 1Oe이하로 되어 일반적으로 사용되는 순철을 이용한 인너쉴드의 보자력보다 작아지기 때문에 인너쉴드의 기능에 방해를 주지않으며 산화철로 인한 화질의 저하는 생기지 않으면서 도전성만 부여하기 때문에 도전성 피막의 전기저항을 조절할 수 있을 뿐 아니라 자성분의 비중도 작아져 도전성 피막도료속에서 잘 분산되어져 흑연과 층분리 현상이 일어나지 않고 도포 시 균일한 도전성 피막 형성에 유리하다.

접착제는 흑연과 산화철을 펀넬 유리면에 강하게 접착시키는 역할을 하며 유리의 성분과 비슷한 성분을 지닌 규산염이 사용되는데 일반적으로 사용되는 규산염은 규산염 칼륨과 규산나트륨을 사용한다.

이 규산염의 첨가량이 5%미만이 되면 접착력이 약해져서 피막 박리가 일어나며 이것으로 인하여 스파크발생, 새도우 마스크 막힘등의 문제가 발생한다.

또한 규산염의 양이 30%이상으로 증가하면 접착력은 좋아지지만 규산염에서 CO2 가스가 발생하게 되며, 펀넬을 불산으로 재세척하여 사용하게될 때 세척이 제대로 되지 않은 문제점이 있다.

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

본 발명의 효과를 입증하기 위하여 실시예와 비교예를 들어보면 다음과 같다.

[실시예]

도전성 피막의 도전성을 조절하기 위하여 입자경 5~10㎛인 흑연 분말을 10%첨가하고 평균 입자경이 10㎛이고 철분 중 Fe²⁺이온이 없는 구상의 산화철을 8%첨가하고 평균 입자경이 500Å이면서 철분 중 Fe²⁺이온이 25%되는 산화철을 전체 도료 조성물의 함량 대비하여 15% 첨가하고 규산염 칼륨, 규산나트륨으로 구성되어 있는 접착제를 전체 도료 조성물의 함량 대비하여 12% 첨가하고 폴리메틸렌 비스나프탈렌 소디움술포네이트(Polymethylene bisnaphthalene sodium sulfonate)로 되어 있는 분산제를 2%첨가하고 농축된 나프탈렌 술포닉산 소디움 솔트(Sodium salt of condenced naphthalene sulfonic acid)를 1% 첨가하여 순수를 전체 도료 조성물의 함량 대비하여 60% 첨가하여 도료 조성물질을 만들어 플로우 코팅법으로 펀넬에 도포하여 도전성 피막을 제조하였다.

[비교예]

도전성 피막의 도전성을 조절하기 위하여 평균 입자경 10㎛인 흑연 분말을 전체 도료 조성물의 함량 대비하여 15% 첨가하고 평균 입자경이 10㎛이고 철분 중 Fe²⁺이온이 없는 구상의 산화철을 전체 도료 조성물의 함량 대비하여 15% 첨가하고, 이 규산염 칼륨, 규산나트륨으로 구성되어 있는 접착제를 전체 도료 조성물의 함량 대비하여 12% 첨가하고 폴리메틸렌 비스나프탈렌 소디움술포네이트(Polymethylene bisnaphthalene sodium sulfonate)로 되어 있는 분산제를 2% 첨가하고 농축된 나프타렌 술포닉산 소디움 솔트(Sodium salt of condenced naphthalene sulfonic acid)를 1% 첨가하여 순수를 전체 도료 조성물의 함량 대비하여 60%첨가하여 도료 조성물을 만들어 플로우 코팅법으로 펀넬에 도포하여 도전성 피막을 제조하였다

실시예와 비교예에서 제조된 펀넬에 대하여 두께별 전기 저항을 측정하고 펀넬 부위별 전기저항을 제3도에서 나타난 전기저항 측정방향으로 평가하였으며 컨택트 스프링 접촉부위에서 10000회 연속 온(ON) 오프(OFF)하였을 때 전기적 스파크에 의하여 도전성 피막이 벋겨지는지의 여부를 조사하였다.

본 발명의 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 효과를 조사한 결과 다음과 같다

표.1.로부터 본 발명의 실시예는 두께가 얇아도 두꺼워도 도전성이 5KΩ미만으로 컨택트스프링과의 접촉부위에서 일반적으로 방전이 일어나 도전막이 파괴되기 쉬운 전기저항영역(5KΩ)에 속하지 않음을 알 수 있으며 표.2.와 제4도, 제5도로부터 컨택트 스프링 접촉부위에서 실제로 전기저항이 낮아서 방전이 일어나지 않아서 도전막이 파괴되지 않음을 알 수 있다.

본 발명의 실시예와 비교예를 통하여 살펴본 바와 같이 평균입자경이 1000Å이하고 Fe²⁺이온이 5%이상 함유된 산화철과 Fe²⁺이온이 함유되어 있지 않고 평균 입자경이 20㎛이하인 구상의 산화철과 흑연을 사용하여 제조된 도전액을 펜넬 내면에 도포할 경우 펀넬의 네크부 전기저항이 크게 낮아지지 않으면서 컨택트 스프링이 접촉하는 부위의 전기저항을 낮출 수있고 그 결과 칼라 음극선관의 온,오프 시에 음극선관의 내부에서 방전이 일어나서 않음을 알 수 있다.

도전성 피막액을 펜넬 내면에 도포할 경우 펀넬의 네크부 전기저항이 크게 낮아지지 않으면서 컨택트 스프링이 접촉하는 부위의 전기저항을 낮출 수 있고 그 결과 칼라 음극선관의 온,오프 시에 음극선관의 내부에서 방전을 방지할 수 있다.

Fe²⁺이온이 5%이상 함유되고 평균입자경이 1000Å이하인 산화철과 Fe²⁺이온이 함유되어 있지 않고 평균 입자경이 20㎛이하인 구상의 산화철과 흑연을 사용하여 제조된 도전액을 펜넬 내면에 도포하여 펀넬의 네크부 전기저항을 크게 낮추지 않으면서 컨택트 스프링이 접촉하는 부위의 전기저항을 낮추어 칼라 음극선관의 온,오프시에 음극선관의 내부에서 방전이 일어나지 않게하는 것이 본 발명의 기술적 과제를 해결하는 요지이다.

Claims

형광막이 도포된 판넬과 내장도료가 도포된 판넬이 판넬에 봉합되어지고, 펀넬의 후미에 네크부가 있으며, 상기 네크부에는 전자총이 장착되어 있고 판넬 내측에는 색선별 전극인 새도우 마스크가 프레임에 지지되어 있으며 펀넬의 외주면에는 전자빔을 좌우로 편향시켜주는 편향요크가 장착되어 있는 칼라브라운관에 있어서, 펀넬 내면에 도포된 내장도료는 흑연과 철분중 Fe²⁺이온이 없는 산화철과 Fe²⁺이온이 있는 산화철, 그리고 흑연과 산화철이 펀넬에 잘 접착될 수 있도록 하는 접착제와, 상기 흑연과 금속산화물이 잘 분산될 수 있도록 하는 분산제로 구성된 칼라브라운관용 내장도료.
제1항에 있어서, 전체 내장도료 구성중 흑연이 1~30%첨가된 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제2항에 있어서, 흑연의 입자경이 0.1~20㎛인 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제1항에 있어서, 전체 내장도료 구성중 Fe²⁺이온이 없는 산화철은 5~30%첨가된 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제4항에 있어서, Fe²⁺이온이 없는 산화철의 입자경은 0.1~20㎛인 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제1항에 있어서, 전체 흑연도료중 Fe²⁺이온이 있는 산화철은 0.5~30% 첨가된 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제6항에 있어서, Fe²⁺이온이 있는 산화철의 입자경은 1000Å인 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제6항 또는 제7항에 있어서, Fe²⁺이온이 있는 산화철은 철분중 5%이상 첨가된것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제1항에 있어서, 전체 내장도료중 접착제는 5~30%인 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제9항에 있어서, 접착제는 규산염 칼륨 및 규산나트륨으로 구성된 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제1항에 있어서, 분산제는 폴리메틸렌 비스나프탈렌 소디움술포네이트, 나프탈렌 술포닉산 소디움 솔트중 적어도 하나를 선택해 첨가하는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제11항에 있어서, 분산제중 어느하나를 선택해 사용할 경우는 0.5~3%인 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.
제11항에 있어서, 분산제를 두가지 다 사용하는 경우는 1~6% 첨가된 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 내장도료.