KR100232569B1

KR100232569B1 - 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 현상장치

Info

Publication number: KR100232569B1
Application number: KR1019960043028A
Authority: KR
Inventors: 윤상열
Original assignee: 김영남; 오리온전기주식회사
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1999-12-01
Also published as: KR19980023534A

Abstract

본 발명은 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 현상장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 상기 현상공정 중의 코로나 방전과정에서 발생하는 자유이온을 포집하기 위한 자유이온 콜렉터가 설치된 현상장치에 관한 것이다.

본 발명의 현상장치의 용기 내면(160)은, 노광공정을 거친 음극선관 패널(12)을 현상용기(142) 위에 설치하고, 형광체 분발 또는 빛흡수물질의 분말과 같은 미세분말을 호포(148)로부터 코터(145)로 분사시키면서 방전수단(144a)에 의해 대전시켜 상기 패널(12)의 스크린을 현상하기 위한 스크린 제조용 현상장치에 있어서, 상기 방전공정에서 생성된 자유이온을 포집할 수 있는 고분자 물질로 형성되는 것을 특징으로 하여 구성되며, 방전과정에서 생성된 자유이온이 패널 내면에 부착됨이 없이 소정의 배열로 양전하의 형광체 입자만이 스크린면에 부차됨으로써, 노광공정에서 형성된 전하잠상의 손상이 방지되며, 그 결과 음극선관의 화질을 높일 수 가 있는 효과가 있다.

Description

음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 현상장치

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

그 패널(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 고저압에 의해 크게 가속되면서 편향요크(17)에 의해 편향 되고 새도우마스크(16)의 애퍼처 또는 슬리트(16a)를 통과하여 형광면(20)에 주사된다.

형광면(20)은 패널면판(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 형광체들 사이의 블랙코팅과 같은 빛흡수물질로 형성된다. 또, 그 배면은 전도막층으로서 알루미늄박막층(22)이 형성되어 형광면(20)의 휘도 증대, 형광면(20)의 이온손상방지, 형광면(20)의 전위강하방지 등의 역할을 하게 된다. 또한, 도시되지는 않지만, 그 알루미늄박막층(22)의 평면도 및 반사율을 높이기 위해서는 형광면(20)과 알루미늄박막층(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 습식사진석판술(photolithographic wet process)은, 고화질의 요구를 충족시키지 못할 뿐만 아니라 제조공정 및 제조설비가 복잡하여 제조비용이 크게 소요되며, 도한, 대량의 청정수 소모와 폐수발생, 인배출물, 6가 크롬감광체 배출 등 여러 가지 문제점들을 안고 있다. 최근에 이러한 습식사진석판술을 개량한 전자사진식(electrophotographical) 스크린제조방법이 개발되었는데, 이 전자사진식 제조방법도 습식은 여전히 상술한 문제점들을 안고 있으며, 건식 제조방법에 의해서는 상술한 문제점들이 상당히 해소되었다.

그 일예로, 본 출원인이 출원한 “음극선관의 스크린 제조방법”에 관하여 설명하면 다음과 같다.

제3(a)도 내지 제3(e)도는 위의 제조방법에 따른 각 공정을 개략적으로 도시한다. 제3(a)도는 면판(18)의 내면에 전도막(132)과 그 위에 광전도막(134)이 형성되는 코팅공정이다. 전도막(132)은 예를들면, 폴리일렉트로라이트(polyelectrolyte)로서 Calgon 사제품인 상품명 Catfloc-c 1-50 중량%와 1-50 중량%의 10% PVA 용액의 수용액(나머지는 물)을 종래의 방법으로 도포하여 건조시키므로써 형성된다. 그 위에 자외선에 반응하는 물질을 포함하는 신규한 광전도막 도포용액을 도포하여 건조시킨다. 자외선에 반응하는 물질로는 비스디메틸페닐 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 비스 디메틸 페닐 디페닐 부타트리엔과 고분자바인더(binder)로서 1내지 30 중량%의 폴리스티렌(polystyrene)을 잔량인 톨루엔(toluene)이나 크실렌(xylene)에 용해시켜 사용하였다.

제3(b)도는 대전공정을 개략적으로 도시한 것이다. +1KV 이하, 바람직하게는 +700V 이상의 직류전압을 인가하여 코로나방전장치(36)로 대전시켰다. 광전도막(134)이 적어도 파장 450㎚ 이하의 자외선에 반응하기 때문에 암실작업이 불필요하다.

제3(c)도는 노광공정을 개략적으로 도시한 것으로서, 자외선광원(138)으로부터 파장이 짧고 직진성을 가진 자외선이, 자외선광원(138)으로부터 파장이 짧고 직진성을 가진 자외선이, 자외선투과렌즈(140)를 통과하여 소망의 입사각으로 새도우마스크(16)에 입사하며, 소망의 배열을 가진 새도우마스크(16)의 애퍼처(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.

제3(d)도는 현상공정을 개략적으로 도시한다. 종래에는 이 현상공정에서 캐리어 비드와 형광체 이바 또는 빛 흡수물질입자들을 혼합하여 마찰에 의한 정전기를 대전시켰으나, 본 출원인의 발명에 의하면, 형광체 분말 또는 빛흡수물질의 분말과 같은 미세분말을 공기압에 의해 호퍼(148)로부터 벤츄리관(146)을 통해 코로나방전장치(36)와 같은 방전수단(144a)과 코터(144b)를 통과시켜 분사시키므로써 그 미세분 말을 대전시키고 광전도막(134)의 노광부분과 비노광부분의 어느 하나에 부착시킨다. 방전수단(144a)에 의해 미세분말에 대전되는 정전기의 극성은 상기 노광공정에어서의 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.

제3(e)도는 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 포함된폴리머를 용해시키고, 이 용해된 폴리머의 접착력에 의해 전기력작용으로 부착된 미세분말(들)을 고착시킨다.

이상에서 설명한, 본 출원인이 출원한 “음극선관의 스크린 제조방법”이 설명되었는데, 그 공정들중 현상공정(제3(d)도)에 있어서는 형광체입자를 대전시키기 위해 방전수단(144)이 사용된다. 미국특허 제4,921,767호(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 소요되며, 그 대전능력을 용이하게 조절할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 상술한 방전수단(144)를 이용하는 것이 바람직하지만, 이 경우 방전시에 대량의 전자, 이온화에 다른 다량의 양이온 및 +로 대전된 형광체입자(부전하체)가 발생되는데 그 양이온중 형광체 미세분말에 대전되지 못한 양이온은 현상용기(142) 내에 그대로 잔존하면서 대전된 형광체 입자보다 빠른 속도로 패널(12)로 이동하여 노광공정에서 현상된 전하잠상을 손상시키게 된다.

특히, 빛흡수물질(21) 패턴을 나중에 형성시키는 경우에는 더욱 문제가 심하다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로 종래의 기술에서는 방전과정에서 생성되는 양이온(이하 자유이온이라 칭한다)을 포집하는 금속링(146)을 코터(145)의 상부에 설치하고 있다.

그 금속링(146)에는 또한 - 전위가 인가되고 있으며, 이에 따라 코터(145)의 상부에 음의 전계가 발생된다.

그 금속링(146)의 직경은 코터(145)로부터 분사(무)되는 형광체 스트림(stream)에 방해를 주지 않도록 그 스트링을 인접하게 에워싸는 정도의 크기에서 결정된다.

상기와 같이 제공되는 금속링(146)에서 형성되는 음의 전계에 의한 정전인력에 의해서, 그 전계 내를 통과하는 양이온인 자유이온(101)은 그 금속링에 포집된다.

이러한 종래의 금속링(146)을 이용한 구성과 작용에 의해 상당량의 자유이온(101)이 포집되고 제거되어 패널(12) 내면에 영향을 미치지 않게 되어 소정의 배열로 양전하의 형광체입자만을 부착시키는 것이 가능하게 되어 음극선관의 화질을 높일 수가 있다.

그러나, 상기 금속링(146)에 의한 음전계는 방전수단(144)의 방전전극(도시생략)의 전계에 영향을 줌에 따라, 상기 방전수단(144)에서 발생되는 고압의 손실이 발생됨으로써 효율적인 대전이 이루어지지 않고, 백 이오니재이션(back-ionization) 현상이 발생되었다.

또한 상기 백 이오니재이션(back-ionization) 현상으로 인하여 불필요한 음이 온이 발생되며, 또한 대전된 양전하 형광체입자(28)가 금속링(146)의 음의 전계에 의해 그 금속링(146)에 부착되어 또 다른 이온화를 발생시켜 이후 접근하는 양전하 형광체입자(28)를 중성화시키게 되는 문제점이 도출되었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 상기 현상공정의 방전과정에서 생성되는 자유이온을 포집하여 제거하여 상기 노광공정에서 형성된 전하잠상의 손상을 방지하게 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 현상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 일반적인 칼라음극선관을 도시한 단면도.

제2도는 제1도의 음극선관의 스크린 구성을 나타낸 부분확대 단면도.

제3(a)도 내지 제3(e)도는 음극선관의 스크린을 제조하는 건식전자사진식 스크린 제조공정을 개략적으로 도시한 설명도.

제4(a)도는 종래의 건식전자사진식 스크린 현상장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, (b)는 (a)의 현상장치에 설치된 자유이온 컬렉터의 상세설명도.

제5도는 본 발명에 의한 건식전자사진식 스크린 현상장치를 개략적으로 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 음극선관 11: 전자총

12 : 패널(panel) 13 : 펀넬(funnel)

14 : 네트(neck) 15 : 양극보턴

16 : 새도우마스크 17 : 편향요크

18 : 패널면판 19a,19b : 전자빔

20 : 형광면(스크린) 21 : 빛흡수물질

22 : 알루미늄막층 28 : 양전하 형광체입자

28 : 낙하 양전하 형광체입자 36 : 코로나방전장치

101 : 자유이온(free ion) 132 : 전도막

134 : 광전도막 138 : 자외선광원

140 : 자외선렌즈 142 : 현상용기

144 : 방전수단 145 : 코터

146 : 금속링(종래) 147 : 벤튜리관

148 : 호퍼 151 : 자유이온 컬렉터

160 : 현상용기 내면

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 현상장치는, 노광공정을 거친 음극 선관 패널(12)을 현상용기(142) 위에 설치하고, 형광체 분발 또는 빛흡수물질의 분말과 같은 미세분말을 호퍼(148)로부터 코터(145)로 분사시키면서 방전수단(144a)에 의해 대전시켜 상기 패널(12)의 스크린을 현상하기 위한 스크린 제조용 현상장치에 있어서; 상기 현상장치의 현상용기의 내면(160)은, 상기 방전공정에서 생성된 자유이온을 포집할 수 있는 고분자 물질로 형성되는 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 현상장치는 또한 상기 구성에 추가하여, 상기 현상용기의 내면(160)을 형성하는 고분자 물질은 테프론계 수지로 구성되는 것을 특징으로 하여 구성될 수도 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

제5(a)도는 본 발명에 의한 음극선관의 건식전자사진식 스크린 현상장치의 개략 단면도이다.

코터(145)에서의 방전과정에 의해서 대량의 전자, 이온화에 따른 다량의 양이 온 및 +로 대전된 형광체입자(부전하체)들이 발생된다. 이러한 이온 중에서 대전된 형광체 입자들은 압축공기의 분무력에 의해서 전방으로 이동하여 상기 스크린을 현상시킨다.

반면, 상기 자유이온중 형광체 미세분말에 대전되지 못한 자유이온은 현상용기(142) 내에 그대로 잔존하면서 대전된 형광체 입자보다 빠른 속도로 패널(12)로 이동하여 노광공정에서 현상된 전하잠상을 손상시키게 된다.

본 발명에 의한 현상장치에 의하면, 코너(145)에서의 방전에 따라 그 전극의 주위에는 양의 전계가 생성된다.

이 때 본 발명의 현상장치의 현상용기의 내면(160)은 고분자 물질로 형성되어 있다. 전계 내에서 상기 고분자물질은 유전체로 작용한다.

전계내의 도체의 경우에는 도체중의 자유전자가 전자유도현상에 의해서 정, 부의 전하로 분리되여 양표면에 배치되지만, 유전체의 경우에 있어서는 그 물질을 구성하는 분자내의 전자들은 분리되지 않고 다만 전기 쌍극자를 형성한다. 이러한 유전체내의 유전분극 현상에 따라서 상기 전계에 가까운 쪽에는 그 전계와 반대 부호의 표면전하가 분포하게 되며, 상기 전계에서 먼쪽의 표면에는 그 전계와 같은 부호의 전하가 밀집되는 현상이 발생한다.

그러므로 본 발명의 현상장치의 용기 내면(160)은 상기 양의 전계에 대하여 반대부호인 음의 전하가 분포하게 된다.

분극의 강도를 P라 할 때,

P=κE [C/m²] 이며,

이때의 κ(카이)는 분극률이며, E는 주변의 전계이므로, 상기 분극 전하의 밀도는 상기 양의 전계의 크기에 비례한다.

따라서 상기 방전과정에서 발생한 자유이온은 용기 내면(160)의 음전하에 의해 포집된다. 반면, 상기 형광체 입자 또는 빛흡수물질등은 압축공기에 의한 분무력 및 정전력에 의해 패널의 스크린면으로 이동하여 전하잠상에 의해 포집되고, 이후의 고착공정에 의해 고착된다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 현상용기의 내면(160)을 형성하는 고분자 물질은 테프론계 수지(PTFE)로 형성가능하다.

아래의 구조식은 본 발명에서 바람직하게 사용하는 테프론계 수지의 구조식이다.

이 테프론계 수지의 전기적 특성은 다음과 같다.

한편, 본 발명에서 사용하는 테프론계 수지는 마찰전기에 있어서, 특히 강한음의 전하로 대전되는 특성을 갖는다.

본 발명의 실시예로서의 현상요기 내면(160)의 재질은 상기 테프론계 수지에 한정되지 않고, 상기 전기적 특성 및 마찰전기의 특성을 갖는 재질의 고분자 물질이면 모두 본 발명의 현상장치의 용기 내면(160)으로 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 현상장치에 따르면 그 내면(160)의 재질인 고분 자물질의 전기물리적 특성에 의하여, 상기 코로나 방전과정중에 형성되는 공기의 이온화로 인한 양이온(자유이온)이 상기 용기 내면(160)에 흡착되는 작용이 이루어지므로, 음극선관 스크린의 현상의 밀도를 증대시킬 수 있으며, 우수한 형광체 특성을 갖는 스크린을 제조가능하다.

이상과 같은 본 발명의 구성과 작용에 의하여, 상당량의 자유이온이 본 발명에서 사용하는 현상용기의 내면에 포집하여 제거됨으로써, 제3(d)도의 현상공정에서 생성된 자유이온이 패널 내면에 부착됨이 없이 소정의 배열로 양전하의 형광체 입자만이 스크린면에 부착됨으로써, 제3(c)도의 노광공정에서 형성된 전하잠상의 손상을 방지하게 되며, 그 결과 음극선관의 화질을 높일 수가 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 특정의 바람직한 실시에에 대해서 도시하고 설명하였디만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 본 발명의 정신이나 특허 청구범위에서 이탈하지 않는 한도내에서 당업계의 통상의 지식을 가진자라면 여러 가지 응용과 변형이 가능할 것이다.

예를 들면, 건식전자사진식 스크린 제조방법을 이용하여 블랙 매트릭스 패턴(black matrix pattern)을 형성하거나, 락커막을 형성하기 위한 빛흡수물질 분말이나 락커막 도포분말을 코팅시키는 경우 등에도 적용될 수 있으며, 음의 전계수단의 형상이나 구조, 크기, 전위의 세기 등 여러 가지로 변경시킬 수 있다.

Claims

노광공정을 거친 음극선관 패널(12)을 현상용기(142) 위에 설치하고, 형광체 분발 또는 빛흡수물질의 분말과 같은 미세분말을 호퍼(148)로부터 코터(145)로 분사 시키면서 방전수단(144a)에 의해 대전시켜 상기 패널(12)의 스크린을 현상하기 위한 스크린 제조용 현상장치에 있어서, 상기 현상장치의 현상용기의 내면(160)은, 상기 방전공정에서 생선된 자유이온을 포집할 수 있는 고분자 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 현상장치.
제1항에 있어서, 상기 현상용기의 내면(160)을 형성하는 고분자 물질은 테프론계 수지(PTFE)로 구성되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 현상장치.