KR100252945B1 - 칼라음극선관용자기차폐체(innershield)의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라음극선관에서 외부자계에 의해 발생되는 음극선관의 색순도저하를 방지하는데 적합한 자기차폐체(INNER SHIELD)의 제조에 관한 것으로, 알루미늄킬드강을 연속 주조하여 열간 압연, 냉간 압연, 탈탄소둔후 25% 이상의 {111} 집합조직을 형성시키고 결정립을 60㎛ 이상으로 성장시키기 위하여 재결정온도 이상에서 소둔 처리하고, 자기차폐체 형상으로 성형가공한후 흑화피막처리함을 특징으로 하는 칼라음극선관용 자기차폐체(INNER SHIELD)의 제조 방법에 관한 기술이다.

Description

칼라음극선관용 자기차폐체(INNER SHIELD)의 제조 방법{Method for making inner-shield in a color brain-tube}

본 발명은 칼라음극선관용 자기차폐체(INNER SHIELD)에 관한 것으로, 특히 외부자계에 의해 발생되는 음극선관의 색순도저하를 방지하는데 적합한 자기차폐체의 제조 방법에 관한 것이다.

칼라음극선관은 도 1에 나타낸 바와 같이 내측면에 형광막이 형성된 판넬(1)과 내측면에 전도성을 갖는 흑연이 도포된 펀넬(2)은 약 450℃의 로에서 융착 글라스로 서로 봉합되어지며 펀넬의 네크부(3)에 전자빔(9)을 발생시키는 전자총(7)이 장착되어 있고 판넬의 내측에는 색선별 전극인 새도우마스크(10)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 편향요크(8)의 자계에 의하여 전자의 진행경로가 조정되며 조정된 전자빔은 편향요크(8)에 의하여 판넬의 내면에 주사되어지는데 편향된 전자빔은 판넬의 내측면 프레임에 결합된 새도우마스크의 Slot을 통과하면서 색선별이 이루어지고 선별된 전자빔은 판넬내면의 각각의 형광막에 충돌하여 발광시킴으로써 영상신호를 재현한다.

그리고 전자빔이 새도우마스크의 Slot을 통과하여 형광막에 도달되는데 있어서 지자기의 영향으로 전자빔의 편향이 일어나는 것을 방지하기 위해 판넬쪽에서 볼 때 새도우마스크가 결합된 프레임 뒤쪽에 지자기 차폐체(이하 인너쉴드; INNER SHIELD라함)(6)가 부착되어 있다.

상기한 인너쉴드는 알루미늄으로 탄소함량을 줄인 알루미늄킬드강(AK)을 연속 주조하여 열간 압연 및 냉간 압연하고 탈탄소둔하여 박판을 얻는다.

칼라음극선관 제조업체에서는 상기한 박판을 구입, 드로잉(Drawing) 또는 포밍(Forming) 가공하여 인너쉴드를 제작한다.

상기한 전자총으로부터 나오는 전자빔은 지자기의 영향을 받아 편향되어 원래의 궤도를 이탈하는 현상이 발생되고 있다.

하지만 칼라음극선관(COLOR PICTURE TUBE)의 화면 관축 방향에 미치는 지구자기장(이한 지자계라함)의 영향을 차단하기가 어렵다.

즉 MASK를 통과한 전자 BEAM이 축방향 성분의 수평자계에 대한 대응이 부족하여 전자빔이 궤도를 이탈하여 타색을 침으로 인하여 화상의 열화가 발생되고 있다.

이러한 점을 해결하기 위하여 판넬쪽에서 볼 때 새도우마스크가 결합된 프레임 뒤쪽에 인너쉴드를 부착하고 있는데 이러한 쉴드 재질로서는 현재 연자성을 갖는 박판형 금속판이 사용되고 있으며 이 박판형 인너쉴드는 프레임에 접합시켜주는 고정핀에 의하여 접합되어 있다.

이때 판넬에 대항하여 소정의 간격을 갖고 형성된 인너쉴드(6)는 자성물질로 만들어져 있기 때문에 음극선관으로 유입되는 외부자계는 도 2a 및 도 2b와 같이 인너쉴드를 타고 흐르게 함으로써 음극선관 내부에 발생되는 외부자계를 감소시킨다.

이와 같이 인너쉴드의 자기 특성상의 한계로 음극선관은 외부자계의 영향을 받아서 도 2와 같이 음극선관에 유입되는 외부자계가 코너부에 집중하게 되고 코너부로 집속된 자계가 3차원 공간 속으로 흘러 전자총에서 나온 전자빔의 편향을 일으키기 때문에 미스레지스트를 발생하게 되고 그 결과 음극선관 색순도를 악화시키는 문제점이 있다.

그리고 종래에 사용되어온 인너쉴드는 알루미늄으로 순철의 탄소함량을 줄인 알루미늄킬드강(AK)인 관계로 자기특성 중 인너쉴드 내부로 자속의 흐름의 세기를 결정하는 투자율이 3000 이내이면서 보자력이 1.5 이하의 것을 사용하고 있다.

자기 차폐의 정도는 투자율에 의하여 결정되기 때문에 외부자계를 차폐하는 인너쉴드의 특성에는 한계가 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 알루미늄킬드강으로 제조된 박판을 재결정온도 이상으로 소둔하고 드로잉 또는 포밍하여 인너쉴드를 제조함으로써, 자기특성 증대로 자기차폐성능이 향상되어 외부자계에 의한 미스레지스트량의 저감으로 색순도 저하를 방지하는데 적합한 칼라음극선관용 인너쉴드를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 기존의 음극선관 구조를 나타낸 단면도

도 2a는 음극선관에 유입되는 외부자계 흐름을 나타낸 상태도

도 2b는 도 2a에서 "A"부분에 대한 확대도

도 3a는 본 발명의 결정립 크기를 나타낸 현미경 사진

도 3b는 기존의 결정립 크기를 나타낸 현미경 사진

도 4는 미스레지스트량을 나타낸 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

6 : 자기차폐체

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알루미늄킬드강을 연속 주조하여 열간 압연, 냉간 압연, 탈탄소둔처리한 후 700℃ 이상의 환원분위기에서 소둔 처리하여 25% 이상의 {111} 집합조직을 형성시키고 결정립을 60㎛ 이상으로 성장시킨 후 인너쉴드 형태로 성형하고 흑화피막처리하여서 됨을 특징으로 하는 칼라음극선관의 인너쉴드 제조 방법으로 이루어진다.

상기 소둔 열처리 조건은 산소가 없는 환원분위기에서 실시하며, 산소가 없는 분위기로 만들기 위해 진공분위기로 하거나 수소가스 또는 수소와 질소의 혼합가스 또는 질소와 암모니아의 혼합가스를 사용하는 수소환원분위기로 만들어 소둔 한다.

본 발명에 대하여 좀더 자세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 알루미늄 킬드강으로 제조시 용융물을 연속 주조후 열간 압연하고 원하는 두께로 냉간가공을 실시한 후 수소분위기하에서 탈탄소둔처리하여 탄소함량을 0.004% 내지 0.001%로 탈탄처리한 다음 {111} 집합조직을 형성시키고 결정을 성장시키기 위하여 고온 소둔처리를 700℃ 이상의 온도에서 실시한다.

만일 온도가 700℃ 이하가 될 경우 {111} 집합조직이 형성되기 어려우며 결정성장 속도는 느려지게되어 자기특성의 향상을 기대하기가 어렵다.

소둔처리시 분위기는 산소가 없는 분위기로 만들기 위하여 소둔시에 수소가스 또는 수소와 질소의 혼합가스 또는 수소와 암모니아의 혼합가스를 사용하는 수소분위기에서 한다.

만일 산소가 소둔 처리할 때 들어가게되면 고온에서 산화가 일어나 연자성의 표면이 산화되는 문제가 생기며 원하는 자기특성을 얻을 수 없게 된다.

상기의 온도 이상의 온도에서 소둔을 하게되면 {111} 집합조직을 갖는 재결정이 쉽게 일어날 뿐만 아니라 재결정이 일어난 후에 결정립의 성장이 연속적으로 일어나 자기특성의 변화가 생긴다.

소둔 온도가 높아질수록 결정립의 성장은 빨리 일어나서 자기적 투자율은 크게 향상되고 보자력은 작아지게 되며 인너쉴드의 자계 차폐특성은 크게 향상되며, 소둔 온도가 낮을수록 열처리 시간이 길어져야 재결정이 일어나고 결정립이 성장하여 자기특성이 향상된다.

그러나 상기의 조건에서도 반드시 고려하여야 하는 것은 결정립의 크기에 의하여 자기 특성이 변하기 때문에 소둔하는 온도에서 소둔시간을 조절하여야 한다.

소둔시간은 {111} 집합조직의 형성 정도와 결정성장의 정도를 고려하여 결정하며 박판의 경우 1분 이상 상기의 고온에서 열처리하면 가능해진다.

그리고 결정립의 크기가 60㎛ 이상이 되지 않으면 자기특성의 향상은 기대하기 어렵게 되는데 그 이유는 소둔열처리하게되면 결정립 내부에 있는 탄소 또는 질소 또는 황 또는 알루미늄과 같은 불순물이 결정립의 경계로 이동하게 되고 결정입자 1개가 하나의 단자구(Single Magnetic Domain)적 거동을 하기 때문에 도 3b와 같이 결정립이 작으면 단위 면적 내에서 결정립의 수가 많아지고 그 결과 하나의 결정립에서 인접한 결정립으로 자기적 성분(Magnetic Spin)의 전달 즉, 자기장의 이동은 결정립 경계의 불순물과 결정립의 경계에 부딪혀 그 만큼 더디어지는 관계로 보자력이 증가하고 투자율이 감소하게 된다.

그러나 도 3a와 같이 결정립이 60㎛ 이상되면 단위면적당 결정립의 수가 적어져 결정 내에서 자기적 성분의 전달이 쉽게 이루어지므로 보자력이 감소하고 투자율이 증가하여 자기차폐 성능이 증가하게 된다.

그리고 {111} 집합조직을 형성시키는 목적은 연자성 알루미늄 킬드강인 순철의 경우 자화가곤란한면 즉, 자기장의 흐름이 어려운 결정면이 {111} 면이기 때문에 박판면상에 {111} 집합조직이 형성되면 면에 수직한 방향으로 자기장의 흐름은 어렵게 되고 면에 평행한 방향으로 흘러가기 쉽게 되기 때문이다.

그리고 {111} 집합조직이 25% 이하가 되면 상기의 효과를 거두기 어렵기 때문에 {111} 집합조직을 25% 이상 형성시키는 것으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명은 체심입방구조를 갖는 인너쉴드 박판의 면에 {111} 결정면이 25% 이상 집합시키면서 평균 결정립의 크기를 60㎛ 이상으로 성장시킬 경우 인너쉴드의 자기특성이 향상되며 자기차폐 성능이 향상되어 외부자계로 인한 미스레지스트를 저감하여 색순도 저하를 방지할 수 있다.

다음은 실시예에 따라 설명한다.

연자성 알루미늄킬드강인 순철을 열간압연 후 박판으로 제조하기 위하여 냉간 가공한 다음 표 1과 같은 조건으로 소둔 처리하여 {111} 집합조직을 만들고 결정을 성장시켰다.

결정면에서 {111}면의 집합정도를 분석하기 위하여 X-RAY 회절분석기를 이용하여 극점도(Pole Figure)분석을 한 후 ODF 분석기를 이용하여 단위부피당{111} 결정면의 부피 분율을 측정, {111} 결정면의 집합 정도를 평가하였다.

그리고 자기특성과 결정립의 크기를 분석한 결과를 표 2에 나타내었다.

표 1과 같은 조건으로 만든 알루미늄킬드강인 순철 박판을 이용하여 칼라음극선관을 제작하고 지자계의 세기를 변화시켜가면서 미스레지스트량을 평가하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.

표 2로부터 고온에서 열처리할수록 {111} 결정면의 부피분율이 증가하면서 결정립의 크기가 증가하게 되며 이로 인하여 자기특성이 향상됨을 볼 수 있으나 700℃ 이상의 온도에서 소둔하여 {111} 결정면의 집합정도가 25% 이상되어도 결정립의 크기가 60㎛ 이상되지 않으면 자기특성의 향상은 적어진다는 것을 알 수 있다.

실시예 1과 실시예 2와 같이 700℃ 이상의 온도에서 소둔처리한 후 제조된 쉴드를 가지고 제작된 음극선관의 경우는 미스레지스트 특성이 비교예(종래의 것으로 탈탄소둔을 마친후 쉴드를 제작한 경우)보다 우수하게 나타남을 볼 수 있다.

	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
소둔조건	수소분위기850℃, 10분열처리	수소 70%,암모니아30% 분위기800℃, 10분 열처리	수소30%,질소70%분위기780℃, 5분	실시않음.

	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
{111} 면	95%	90%	40%	15%
결정립 크기	120㎛	95㎛	50㎛	35㎛
초기 투자율	9,350	8,800	1790	1,300
보 자 력	0.60 Oe	0.64 Oe	1.75 Oe	2.40 Oe

이상에서와 같이 본 발명은 체심입방구조를 갖는 알루미늄킬드강을 냉간가공후 소둔하여 인너쉴드 박판의 면에 {111} 결정면이 25% 이상 집합시키면서 평균 결정립의 크기를 60㎛ 이상으로 성장시킬 경우 인너쉴드의 자기특성이 향상되고 자기차폐 성능이 향상되어 외부자계로 인한 미스레지스트량을 저감하여 색순도 저하를 방지하는데 효과적임을 알 수 있다.

Claims (5)

1. 알루미늄킬드강을 연속주조하여 열간압연, 냉간 압연, 탈탄소둔후 25% 이상의 {111} 집합조직을 형성시키고 결정립을 60㎛ 이상으로 성장시키기 위하여 700℃ 이상에서 소둔 처리하고,

   자기차폐체 형상으로 성형가공한후 흑화피막처리함을 특징으로 하는 칼라음극선관용 자기차폐체(INNER SHIELD)의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   산소가 없는 분위기에서 소둔처리함을 특징으로 하는 칼라음극선관용 자기차폐체(INNER SHIELD)의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   산소가 없는 분위기를 진공분위기로 하거나 수소가스 또는 수소와 질소의 혼합가스 또는 수소와 암모니아의 혼합가스를 사용하여 소둔함을 특징으로 하는 칼라음극선관용 자기차폐체(INNER SHIELD)의 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   소둔시간이 1분 이상임을 특징으로 하는 칼라음극선관용 자기차폐체(INNER SHIELD)의 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   자기차폐체 성형이 드로잉(Drawing) 또는 포밍(Forming) 수단임을 특징으로 하는 칼라음극선관용 자기차폐체(INNER SHIELD)의 제조 방법.

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