KR100291919B1 - 이온중화코팅층을구비한영상표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기석, 방사선방출물질 또는 그의 혼합물 0.0001~50중량%; 및 산화물 50~99.9999중량%를 포함하는 이온중화코팅층을 구비한 영상표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 영상표시장치는 방사선식 및/또는 자기방전식에 의한 제전방법을 적용한 것으로서 무동력 및 무전원으로 목적하는 제전효과를 얻을 수 있다. 즉, 양이온과 음이온을 서로 상쇄시켜서 서로의 극성을 중화시키는 이온중화특성을 이용함으로써 외부로부터의 에너지 공급이나 특별한 장치 또는 설비가 없이도 정전기를 지속적이면서 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

이온중화코팅층을 구비한 영상표시장치{Image display apparatus employing coating film for neutralizing electronic charges}

본 발명은 이온중화특성을 이용한 영상표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이온중화용 조성물로 그의 표면을 이온중화처리하여 제전특성을 부여함으로써 정전기에 의한 먼지부착현상을 개선한 영상표시장치를 제공하는 것이다.

정전기란 대전물체의 일정한 곳에 축적된 전하를 의미한다. 전하는 대전물체의 저항율에 따라 축적되거나 방전될 수 있는데, 예를 들어 대전물체의 저항율이 약 10¹²Ωm 이하인 도전체일 경우에는 접지에 의해 전하가 방전되기 때문에 정전기가 발생하지 않으나 대전물체의 저항율이 약 10¹²Ωm을 초과하여 절연체에 가까와지면 전하가 축적되어 정전기가 발생하고 그로 인해 대전물체가 오염되거나 오작동되거나 또는 인체에 정전기로 인한 쇼크를 일으킬 수 있는 등 여러 가지 재해 또는 장애가 일어날 수 있다.

일반적으로 정전기로 인한 재해 또는 장애란 전하가 보유하고 있는 에너지가 주변 공간으로 발산되어 주변공간에 정전기의 작용이 미치는 영역 (정전장)이 형성되기 때문에 발생한다.

정전기로 인해 발생하는 상기와 같은 문제점들은 텔리비젼, 컴퓨터, LCD (액정표시소자), PDP (플라즈마 디스플레이 패널), 프로젝션 텔리비젼 등을 포함하는 각종 영상표시장치에서도 찾아볼 수 있다. 즉, 영상표시장치의 음극선관, 케이스 및 주변기기 등은 통상 유리 또는 플라스틱과 같은 절연체로 만들어지기 때문에 정전기가 쉽게 발생할 수 있으며, 이로 인해 먼지 등에 의해 쉽게 오염될 뿐 아니라 경우에 따라서는 장치의 구동 자체에 문제점이 발생할 수도 있다.

특히, 최근에 컬러 CRT의 대형화, 휘도향상 및 포커스 성능 개선 등에 초점이 맞추어지면서 CRT에 인가되는 전압, 즉 전자빔의 가속전압이 높아지고 있으며, 이로 인해 전원의 on/off 시에 공기중의 미세한 먼지가 부착되어 오염상태가 더욱 나빠져서 청소도 어려워지고 작동자가 이에 접촉시 전기적 쇼크를 받을수도 있다.또한, LCD와 같은 영상표시장치의 경우에는 정전기로 인해 오동작이 유발되는 경우도 있어 대전방지를 위한 특별한 조치가 필요하다.

지금까지 주로 사용되고 있는 대전방지 방법들을 보면, 먼저 화학기상증착법, 플라즈마기상증착법 등과 같은 통상의 기상증착법에 의해 유리나 플라스틱과 같은 기재의 표면에 금속박막 또는 도전성 유기산화물 피막을 형성함으로써 전기도전성을 부여하여 이들 기재가 정전기적으로 하전되는 것을 방지하는 방법을 들 수 있다. 그러나, 이 경우에는 진공증착장치가 필요하거나 피막이 형성될 절연성 기재의 표면적이나 형상이 사용되는 진공증착장치의 규모에 의해 제한을 받게 되는 단점이 있다.

다른 방법으로서, 계면활성제를 절연성 기재 표면에 도포하는 방법이 사용되나 이 방법은 건조한 환경에서는 효과가 떨어지며 계면활성제 특유의 끈적임성으로 인해 오히려 먼지가 더 흡착하거나 도포막이 불균일해지면서 대전방지효과가 서서히 떨어지는 현상이 나타날 수 있다는 단점이 있다.

또한, 절연성 기재의 표면에 도전성 조성물을 도포하거나 도전성 페인트를 바르거나, 또는 플라스틱 또는 유리 등의 사출시에 도전성이 좋은 탄소성분 또는 금속성분을 함유시켜 도전성을 부여함으로써 정전기를 방지하는 방법도 있다. 그러나, 이 경우 충분한 도전성 제공 효과는 있으나 내마찰성, 내용매성, 밀착성, 내구성 등이 불량할 뿐 아니라 제조원가의 상승 및 불량율 증가 현상이 발생할 소지가 있어 바람직하지 않다.

또 다른 방법으로서 코로나 방전 등을 이용하여 이온을 발생시켜 정전기를제거하는 방법이 있다. 이 방법은 대전된 전하의 양이 매우 클때에 유리한 방법이지만 폭발의 위험성이 있고 과다량의 오존 및/또는 질소산화물을 방출시킬 수 있으며 전하량 변화가 심한 경우에는 정전기 제거 능력이 떨어질 수 있다. 또한 기계적으로 발생시킨 수십만개의 이온이 장기적으로는 인간의 건강에 유해한 요인으로 작용할 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이온중화용 조성물로 제조된 이온중화코팅층을 구비한 영상표시장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 이온중화처리된 텔리비젼 모니터를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10... 음극선관 12... 패널

13... 형광막 14... 전자총

15... 섀도우마스크 프레임 조립체 16... 펀넬

20... 케이스

12', 16', 20'.. 이온중화코팅층

본 발명의 기술적 과제는 전기석, 방사선방출물질 또는 그의 혼합물 0.0001~50중량%; 및 산화물 50~99.9999중량%를 포함하는 이온중화코팅층을 구비한 영상표시장치에 의하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 이온중화코팅층을 구비한 영상표시장치에 있어서, 전기석으로는 모스경도가 7∼7.5이고 비중인 2.90∼3.10g/㎤인 것이 바람직하고, 방사선방출물질로는 이온화 특성을 가진 것이라면 특별하게 제한되지 않으나, 구체적으로 언급하자면 토륨 계열, 우라늄 계열, 넵튜늄 (neptunium) 계열 또는 액티늄 (actinuim) 계열과 같은 천연 방사선방출물질, 합성 방사선방출물질 또는 그의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 산화물로는 규소, 알루미늄, 지르코늄, 란타늄, 마그네슘, 세슘, 칼슘, 구리, 아연 및 네오디뮴으로부터 선택된 금속의 산화물중 적어도 1종, 인 산화물 또는 그들의 혼합물을 예로 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 산화물, 방사선방출물질 및 전자석은 그 평균입경이 바람직하게는 약 0.01∼100㎛인데, 상기 범위를 벗어나게 되면 도포작업상 불리하거나 결정적으로는 영상표시에 간섭을 초래할 수 있기 때문에 가능하면 상기 범위 내에서 평균입경을 조절하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 이온중화코팅층은 전기석, 방사선방출물질 또는 그의 혼합물 0.0001~50중량%; 및 산화물 50~99.9999중량%를 포함하는 이온중화성 세라믹, 분산제, 결합제 및 용매를 포함하는 조성물로부터 제조될 수 있다.

상기 조성물에서, 이온중화성 세라믹의 함량은 조성물의 총중량에 대하여 1∼50중량%인 것이 바람직하고, 상기 용매로는 본 발명의 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별하게 제한되지 않으며, 바람직하기로는 알콜, 아세톤, N-메틸-2-피롤리돈 등으로부터 선택된 1종 이상의 유기용매가 사용될 수 있다. 한편, 상기 분산제 및 결합제로는 본 발명의 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 제한없이 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 통상의 계면활성제, 소포제 등을 더 첨가하여 용매의 분산성 및 도포 용이성 등을 더 개선할 수 있다.

본 발명에 있어서, 영상표시장치란 음극선관, 케이스, 및 키보드, 마우스, 리모콘, 또는 보안경 등과 같은 주변기기는 물론, 예를 들면 전자총, 섀도우마스크 프레임 조립체 등과 같은 모니터 내부 부재를 모두 포함하는 포괄적인 의미이다. 즉, 음극선관, 케이스, 주변기기 또는 모니터 내부 부재 등의 성형시 이온중화용 조성물을 첨가하여 제조하거나, 스핀코팅, 스프레이 코팅 또는 디핑 등과 같은 통상의 코팅방법에 따라 그들의 표면에 이온중화코팅층을 형성함으로써 제전 효과를얻을 수 있다.

본 발명에 따른 정전기 제거 원리는 이미 물체의 표면에 전하가 축적되어 있는 상태에서 축적된 전하와는 반대의 전하를 가진 이온을 물체 표면에 공급하여 축적된 전하의 양을 감소시키거나 제거하는 것이다. 또한, 물체의 표면에 축적되도록 외부에서 공급되는 전하가 물체의 표면에 도달하기 전에 반대의 전하를 가진 이온을 제공하여 이를 중화시키는 것이다.

이온 공급방법으로서 본 발명에서는 천연 방사선방출물질로부터 방출되는 천연 방사선 및 자체적으로 영구적인 전극을 갖는 전기석 (일명, 토마린 (Tourmaline))을 이용한다.

먼저, 천연 방사선방출물질로부터 방출되는 α, β 및 γ선은 그 에너지에 의해 원자 또는 분자를 라디칼화하기도 하고, 전리 작용에 의해 이온쌍을 생성하는데, 특히 α선은 공기중의 기체 입자로부터 전자를 분리하는데, 이때 전자가 떨어져나간 공기중의 입자는 양전하를 띄며 떨어져 나온 전자는 공기중에 1㎤당 2.7×10¹⁹개의 공기입자들과 같이 존재하고 거의 대부분 주위의 입자에 의해 잡히고 그 전자를 잡은 공기 입자는 음전하를 띄게 된다. 이때 분자이온들의 충돌속도가 10⁹/s로 빠르기 때문에 전하이동이 용이하게 이루어지며 양전하는 제일 낮은 이온화포텐셜을 갖는 종류의 입자에 전이되고 음전하는 제일 높은 이온화포텐셜을 갖는 입자에 전이됨으로써 공기를 이온화시킨다.

한편 전기석은 그 결정의 양끝이 자연적으로 각각 양극과 음극의 형태를 띄고 있으며 4∼14㎛ 파장의 원적외선을 방사하는 특성을 갖는 것으로서 공기중에서 순간적인 방전을 하여 음이온을 발생시킨다.

전기석을 이용하면 기존의 코로나 방전시 대량으로 발생하는 오존이나 양이온과 같은 인체 유해요소가 발생하지 않으므로 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 이온중화코팅층을 갖는 영상표시장치의 일예를 나타낸 도면으로서, 패널 및 펀넬의 외표면, 및 케이스의 내,외표면에 각각 이온중화코팅층이 형성된 텔리비젼 모니터를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하여 보면, 일반적으로 텔레비젼 모니터는 투명창으로서 스크린면을 가진 패널(12), 상기 스크린면의 내면에 형성된 소정 패턴의 형광막(13), 패널(12)의 내부에 설치되는 섀도우마스크 프레임 조립체(15) 및 상기 패널(12)과 봉착되어 음극선관의 외용기를 형성하며 네크부에 전자총(14)이 설치된 펀넬(16)을 포함하는 음극선관 (10), 및 음극선관(10)이 내장되어 있는 케이스(20)를 구비한다.

모니터의 작동원리를 살펴보면, 전자총(14)으로부터 방출된 전자빔이 형광막(13)에 주사됨으로써 각각의 형광체를 여기시켜 화상을 형성하는데, 이때 전자총(14)으로부터 방출되는 전자빔에 의해 패널(12)에 양전하가 축적됨으로써 정전기가 발생하게 된다.

이를 방지하기 위한 방법으로서, 본 발명에 따른 이온중화용 조성물을 패널(12) 및 펀넬(16)의 외측표면, 및 케이스(20)의 내, 외표면 등에 도포한 다음 경화시켜 이온중화코팅층(12', 16', 20')을 각각 형성함으로써 제전효과를 얻을 수 있다.

한편, 이온중화코팅층은 텔리비젼 모니터 내의 다른 부재, 예를 들면 전자총(14), 섀도우마스크 프레임 조립체(15) 등의 외표면에도 적용될 수 있으며, 경우에 따라서는 리모콘 등과 같은 주변기기 등에도 적용가능하다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.

실시예 1

먼저, 산화실리카, 산화알루미늄 및 산화지르코늄의 혼합물 99.52중량%, 토륨 0.4중량% 및 우라늄 0.08중량%를 혼합하여 제조한 이온중화성 세라믹 250g을 20g의 분산제, 30g의 계면활성제, 100g의 에폭시계 결합제, 30g의 소포제, 40g의 에탄올 및 530g의 순수와 혼합하여 이온중화용 조성물을 제조하였다.

이어서, 상기 이온중화용 조성물을 15" 모니터의 음극선관 외표면에 도포하여 이온중화코팅층을 형성하였다. 이어서, 이온 테스트 900 (일본 고베전파(주) 제품)을 이용하여 스위치 On/Off시의 이온 발생량을 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

비교예 1

본 실험은 실시예 1에 대한 대조용 실험이다.

실시예 1에서 사용된 것과 동일하나 아무런 처리도 하지 않은 15" 모니터를 준비하고 이온 테스트 900 (일본 고베전파(주) 제품)을 이용하여 스위치 On/Off 시의 이온 발생 정도를 각각 측정하여 그 결과를 실시예 2와 비교하여 하기 표 1에 나타내었다.

실시예 2

실시예 1에서 제조된 이온중화용 조성물을 15" 모니터의 음극선관 외표면에 도포하여 이온중화코팅층을 형성하였다.

이어서, 정전기 측정기 (Static Decay Meter: Electro-tech systems, Inc. 제품)를 이용하여 스위치 on시의 정전기 발생정도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 측정은 모니터의 측면에서 5㎝ 떨어진 위치에 측정기를 설치하여 스위치가 on되는 순간의 최고 정전압값을 측정하고 최고정전압이 63% 방전되는데 소요되는 방전시간을 측정하고 이로부터 모니터 케이스에 대전된 전하량을 산출하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

이때, 측정은 25±2℃의 온도 및 55±5%의 습도 조건하에서 실시되었으며, 측정된 전하량은 정전압과 방전시간의 곱에 비례하는 양이다.

비교예 2

본 실험은 실시예 1에 대한 대조용 실험이다.

실시예 1에서 사용된 것과 동일하나 아무런 처리도 하지 않은 15" 모니터를 준비하여 실시예 2에서와 동일한 조건 및 방법에 따라서 최고 정전압, 63% 방전되는데 소요되는 시간 및 전하량을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

작동상태		음이온 발생량	양이온 발생량
스위치 On	(실시예 1의 모니터)/ (비교예 1모니터)	5배	0.2배
스위치 Off		25배	0.1배

	최고 정전압	63% 방전되는데 소요되는 시간	전하량
실시예 2	2.0kV	14.5분	100%
비교예 2	1.0kV	7.0분	24%

표 1을 참조하여 보면 스위치 On/Off 상태 모두에서 일반모니터에 비해 이온중화코팅층이 형성된 모니터는 음이온 발생량이 양이온 발생량에 비해 뚜렷한 증가현상을 나타내는 것을 알 수 있다. 즉, 음이온이 크게 증가하여 패널의 외표면에 축적된 양이온을 중화시킴으로써 제전작용을 하게 된다.

또한, 표 2를 참조하여 보면, 이온중화코팅층이 형성된 모니터는 일반 모니터에 비해 최고 정전압이 더 낮고 63% 방전되는데 소요되는 시간도 짧았으며, 따라서 전하량도 일반 모니터의 24% 정도에 불과하였다. 즉, 전하량 감소량만큰 정전기로 인한 먼지발생이 줄어들었음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 이온중화코팅층이 구비된 영상표시장치는 방사선식 및/또는 자기방전식에 이용한 것으로서 무동력 및 무전원으로 목적하는 제전효과를 얻을 수 있다. 즉, 양이온과 음이온을 서로 상쇄시켜서 서로의 극성을 중화시키는 이온중화특성을 이용함으로써 외부로부터의 에너지 공급이나 특별한 장치 또는 설비가 없이도 정전기를 지속적이면서 효과적으로 제거할 수 있다.

Claims (4)

1. 전기석, 방사선방출물질 또는 그의 혼합물 0.0001~50중량%; 및

   산화물 50~99.9999중량%를 포함하는 이온중화코팅층을 구비한 영상표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 산화물이 규소, 알루미늄, 지르코늄, 란타늄, 마그네슘, 세슘, 칼슘, 구리, 아연 및 네오디뮴으로부터 선택된 금속의 산화물중 적어도 1종, 인 산화물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
3. 제1항에 있어서, 방사선방출물질이 토륨 계열, 우라늄 계열, 넵튜늄 계열 및 액티늄 계열로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 천연 방사선방출물질, 합성 방사선방출물질 또는 그의 혼합물인 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
4. 제1항에 있어서, 전기석이 7∼7.5의 모스경도 및 2.90∼3.10g/㎤의 비중을 갖는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.