KR100301841B1 - method for bonding between pannel and rail for srpporting shadowmask in color CRT - Google Patents
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Abstract
본 발명은 새도우마스크를 지지하는 레일을 패널 내면에 접합시 프리트 글라스를 이용하는 종래와는 전혀 다르게 금속 레일표면에 흑색 피막층이 형성되게 함과 함께 이를 패널과 함께 정전 접합시킴으로써 패널과 레일의 접합력이 증대되고 금속광택에 의한 외광반사를 최소화하며, 프리트 글라스 사용에 따른 문제점이 전혀 발생되지 않는 레일과 패널의 접합구조를 갖게 한 것으로, 칼라 음극선관용 새도우마스크를 지지하는 레일을 패널 내면에 접합하는 것에 있어서, 레일 표면에 흑색 피막층이 형성되게 한 후 이를 패널에 밀착시킨 상태에서 정전접합(靜電接合)함을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 새도우마스크를 지지하는 레일과 패널의 접합방법으로 구성되는 기술이다.According to the present invention, a black coating layer is formed on the surface of a metal rail and electrostatic bonding together with the panel, unlike the conventional method using fritted glass when the rail supporting the shadow mask is bonded to the inner surface of the panel, thereby increasing the bonding strength between the panel and the rail. In order to minimize the external light reflection caused by the metallic gloss, and to have a joint structure of the rail and the panel which does not cause any problems due to the use of fritted glass, in joining the rail supporting the shadow mask for the color cathode ray tube to the inner surface of the panel. A method of joining a rail and a panel for supporting a shadow mask for a color cathode ray tube characterized in that a black coating layer is formed on a surface of a rail and then electrostatically bonded in a state of being closely adhered to the panel.
Description
본 발명은 칼라 음극선관용 패널 내면에 새도우마스크를 지지하는 레일을 접합하는 방법에 관한 것으로, 특히 금속 재질로 된 레일표면에 금속산화물 피막층이 형성되게 한 후 이를 패널과 대접(對接)하여 정전접합(靜電接合) 시킴으로써 접합력을 향상시키고 금속광택에 의한 외광 반사를 없애거나 줄이는데 적합한 패널과레일의 접합 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of joining a rail for supporting a shadow mask to an inner surface of a panel for a color cathode ray tube, and in particular, a metal oxide film layer is formed on a rail surface made of metal, and then welded to the panel to electrostatic bonding ( The present invention relates to a panel and rail joining method suitable for improving bonding strength by eliminating and reducing or reducing reflection of external light caused by metallic luster.
종래의 칼라 음극선관은 도 1과 같이 내면에 3색 형광체가 도포된 패널(2) 및 내면에 전도성 흑연이 도포된 펀넬(3)이 융착되어 있고 패널(2)의 내면에는 사각틀형태의 레일(5)이 고정되어 있으며, 상기 레일에는 공극형상의 구멍이 무수히 뚫린 새도우마스크(4)가 패널 내면과 일정한 간격을 유지하도록 지지되어 있고 상기 패널의 전면에는 방폭 특성을 갖는 방폭유리(1)가 고정되어 있다.In the conventional color cathode ray tube, as shown in FIG. 1, a panel 2 coated with a three-color phosphor is coated on an inner surface thereof, and a funnel 3 coated with conductive graphite is coated on an inner surface thereof, and a square frame rail is formed on an inner surface of the panel 2. 5) is fixed to the rail, the shadow mask (4) in which numerous holes in the shape of holes are supported so as to maintain a constant distance from the inner surface of the panel, and explosion-proof glass (1) having explosion-proof characteristics is fixed to the front surface of the panel. It is.
상기 레일(5)에 고정된 새도우마스크(4)는 전자총(6)에서 나오는 전자빔(7)이 부딪힘에 따라 열팽창하게 되는데, 이러한 열팽창에 따른 새도우마스크의 변형을 막기 위해 새도우마스크를 사방으로 인장하여 상기 레일의 상면에 용접하게 된다.The shadow mask 4 fixed to the rail 5 is thermally expanded as the electron beam 7 from the electron gun 6 strikes, and the shadow mask is tensioned in all directions to prevent deformation of the shadow mask due to the thermal expansion. The upper surface of the rail is welded.
도 1에서 미설명 부호(8)은 보강밴드를 나타낸 것이다.In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a reinforcing band.
상기 패널(2)의 내면에 결합되는 레일(5)의 고정방법을 보다 상세히 설명하면, 먼저 프리트 분말(Frit Powder)과 비하이클(Vehicle)의 혼합물을 제조하여 프리트 글라스를 준비한다.When the fixing method of the rail 5 coupled to the inner surface of the panel 2 will be described in more detail, first, a mixture of frit powder and a vehicle is prepared to prepare frit glass.
레일결합체는 2개의 장축 레일과 2개의 단축 레일, 4개의 엔드캡으로 연결 결합되어 사각형틀 형태의 구조를 가진다.The rail assembly is connected to two long shaft rails, two short rails, and four end caps to have a rectangular frame structure.
이 사각 레일 결합체의 빈 공간에 준비된 프리트 글라스를 채우고 노(爐)안에서 패널과 융착을 실시하게 된다, 상기 패널(2)의 내면에 융착 고정된 레일 결합체는 패널과 새도우 마스크사이의 간격이 정확히 유지되도록 레일 결합체의 상면을 연삭하게 된다.The frit glass is filled in the empty space of the square rail assembly and the panel is fused in the furnace. The rail assembly fused and fixed to the inner surface of the panel 2 maintains the gap between the panel and the shadow mask accurately. The upper surface of the rail assembly is ground as much as possible.
이는, 레일 결합체의 연결부위에서 용융된 프리트 그라스가 흘러 나와 평탄도가 떨어지기 때문이다.This is because molten frit glass flows out of the connection portion of the rail assembly and the flatness is lowered.
레일 결합체가 융착된 패널은 도포공정을 거쳐 패널 내면에 형광체가 입혀진다,The panel in which the rail assembly is fused is coated with phosphor on the inner surface of the panel through an application process.
상기 패널 내면에 형광체가 도포되면 새도우 마스크를 인장하여 레일 결합체 상면에 정확한 위치를 조정하여 용접한다, 이 후에 패널과 펀넬이 결합 고정되고 전자총 봉지공정을 거쳐 음극선관의 내부를 설정된 압력이 되게 배기한다.When the phosphor is applied to the inner surface of the panel, the shadow mask is tensioned to adjust and weld the correct position on the upper surface of the rail assembly. After that, the panel and the funnel are combined and fixed, and the inside of the cathode ray tube is exhausted to a predetermined pressure through an electron gun encapsulation process. .
그러나 상기한 종래의 방법은 새도우 마스크를 패널에 고정하기 위해 프리트 글라스 혼합체를 제조하여야 함과 함께 이를 사각틀 형태로 용접된 레일결합체에 채우고 패널에 융착하는 공정이 필요하는 등 공정이 복잡하여 제조시간이 많이 걸리며 , 또한 레일은 패널과 새도우 마스크의 간격을 유지하기 위해 일정한 높이를 가져야 하고 새도우 마스크의 인장력을 견딜 수 있는 접합력이 있어야 하므로 어느 정도의 폭을 가져야 한다.However, the conventional method described above requires manufacturing frit glass mixture to fix the shadow mask to the panel, and also requires a process of filling the welded rail assembly in the form of a square frame and fusion to the panel. It also takes a lot of width, and the rails must have a certain height to maintain the gap between the panel and the shadow mask and must have a bonding force that can withstand the tension of the shadow mask.
일정한 인장력이 걸리더라도 레일의 높이가 높으면 토크가 많이 걸리기 때문에 레일의 폭은 더욱 커진다. 레일의 폭은 패널의 크기를 크게 하는 또 하나의 원인이 된다.Even if a constant tensile force is applied, the higher the rail, the higher the torque, the greater the width of the rail. The width of the rails is another reason for increasing the size of the panel.
또한 레일 결합체를 패널과 융착시키는 프리트 글라스는 융착 후 패널 안팍으로 흘러나와 굳기 때문에 패널에서 불필요한 면적을 차지하여 패널의 크기를 크게 하는 또 하나의 원인이 된다.In addition, the frit glass, which fuses the rail assembly with the panel, flows into the inside of the panel after fusion and hardens, thus occupying an unnecessary area in the panel, thereby increasing the size of the panel.
또한 프리트 글라스는 융착시 약 20-30 % 정도가 수축되어 결합되므로 패널면과 새도우 마스크 사이의 일정간격을 유지하기 위하여 레일면을 연삭하여야 되는 등 제조경비 및 제조시간이 많이 걸린다. 또한 프리트 글라스는 도 2와 같이 많은 기공이 있고 형광체 도포공정 중 형광체와 이물(9)이 기공 및 프리트 글라스(10)와 패널(2), 프리트 글라스(10)와 레일(5)의 접합면에 끼어서 이 후 공정인 배기공정에서 탈락되어 새도우 마스크에 형성된 구멍(전자빔 통과공)의 막힘 등 불량을 초래하게 된다.In addition, since the glass is about 20-30% contracted and bonded when fused, the rail surface must be ground to maintain a constant distance between the panel surface and the shadow mask. In addition, the frit glass has many pores as shown in FIG. 2, and the phosphor and the foreign material 9 are formed in the pores and the joint surface of the frit glass 10, the panel 2, the frit glass 10, and the rail 5 during the phosphor coating process. In this case, defects such as clogging of holes (electron beam passing holes) formed in the shadow mask due to dropping in a subsequent exhaust process are caused.
또한 프리트 글라스는 많은 기공이 있으므로 고진공 상태에서 음극선관 내부에서 잔류가스 방출로 음극선관의 품위 저하 및 음극 오염의 원인이 된다.In addition, since frit glass has many pores, residual gas is released from inside the cathode ray tube in a high vacuum state, causing deterioration of cathode ray tube and contamination of the cathode.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래와는 전혀 다르게 금속 레일 표면에 금속산화물이 형성되게 한 후 이를 패널과 대접하여 정전접합 방식으로 접합시키므로써, 레일과 패널이 강력하게 접합되고 금속광택에 의한 외광반사를 최소화하며, 또한 종래와 같은 프리트 글라스 사용에 따른 문제점이 발생되지 않는 레일 및 패널의 결합구조를 갖게 하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, unlike the prior art by forming a metal oxide on the surface of the metal rail and then bonded to the panel by bonding it to the electrostatic bonding method, the rail and the panel is strongly bonded And to minimize the external light reflection due to the metallic gloss, and also has the purpose of having a coupling structure of the rail and the panel does not cause the problems caused by the use of frit glass as in the prior art.
도 1은 종래의 칼라 음극선관의 개략 단면도1 is a schematic cross-sectional view of a conventional colored cathode ray tube
도 2는 종래의 패널 내면에 레일을 접합한 상태도2 is a state in which the rail is bonded to the conventional inner surface of the panel
도 3은 본 발명의 정전접합시 이용되는 장치의 개략도3 is a schematic diagram of an apparatus used in the electrostatic bonding of the present invention;
도 4는 본 발명의 접합원리를 나타낸 상태도Figure 4 is a state diagram showing the bonding principle of the present invention
도 5는 본 발명에 따른 레일과 패널의 접합상태도5 is a bonded state of the rail and the panel according to the present invention
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
2 : 패널 4 : 새도우마스크2 panel 4: shadow mask
5 : 레일 21 :흑색 피막층5: rail 21: black coating layer
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 칼라 음극선관용 새도우마스크를 지지하는 레일을 패널 내면에 접합하는 것에 있어서, 레일 표면에 흑색 피막층이 형성되게 한 후 이를 패널에 밀착시킨 상태에서 정전접합(靜電接合)함을 특징으로 하는 레일과 패널을 접합시키는 방법으로 이루어진다.The present invention for achieving the above object is to bond the rail supporting the shadow mask for the color cathode ray tube to the inner surface of the panel, the electrostatic bonding in a state in which a black coating layer is formed on the surface of the rail and in close contact with the panel It is made by a method of joining the panel and the rail characterized in that).
금속레일 표면에 흑색 피막층을 형성시킴에 있어서는 산화법에 의한 방법,저항가열 방식, 스퍼터링 방식, 이온빔플레이팅 방식 등의 방법을 통하여 형성시킬 수 있다.In forming the black coating layer on the surface of the metal rail, it can be formed by an oxidation method, a resistance heating method, a sputtering method or an ion beam plating method.
상기 흑색 피막층을 입히는 방법 중 산화법에 의한 방법의 하나를 일 예로 들면 CO와 CO2가스분위기에서 600 - 750℃로 10-40분간 산화시켜 흑색의 산화철(Fe2O3) 피막을 얻게 된다.For example, one method of the oxidation method among the methods for coating the black coating layer is oxidized at 600-750 ° C for 10-40 minutes in a CO and CO 2 gas atmosphere to obtain a black iron oxide (Fe 2 O 3 ) coating.
도 3은 본 발명의 정전접합에 사용되는 장치의 개략도를 나타낸 것이고, 도 4는 정전접합 원리를 나타낸 상태도로써, 본 발명은 기본적으로 열과 전압을 이용하여 유리와 금속을 접합하는 기술을 이용하는 것이다.Figure 3 shows a schematic diagram of a device used in the electrostatic bonding of the present invention, Figure 4 is a state diagram showing the principle of electrostatic bonding, the present invention basically uses a technique for bonding glass and metal using heat and voltage.
즉, 도 4와 같이 히터(11)가 매설되어 있는 챔버(12)에 본딩지그(Bonding Jig)(13)가 설치되고, 절연재(14)가 부설된 본딩지그 내부에는 직류전원 공급장치(15)에 연결된 양극판(16)과 음극판(17)이 설치되고 상기 양쪽극판 사이에는 흑색 피막층이 형성된 레일(5)과 패널(2)이 긴밀하게 밀접되도록 압착기구(18)에 의해 압착되어 진다.That is, as illustrated in FIG. 4, a bonding jig 13 is installed in the chamber 12 in which the heater 11 is embedded, and a DC power supply 15 is installed inside the bonding jig in which the insulating material 14 is installed. A positive electrode plate 16 and a negative electrode plate 17 connected to each other are provided, and the rails 5 and the panel 2 on which the black coating layer is formed are pressed by the pressing mechanism 18 so as to be in close contact with each other between the positive electrode plates.
상기 장치에서 도면 부호(19)는 암페어 메터이고, (20)은 온도제어기이다.In the apparatus, reference numeral 19 is an ampere meter and 20 is a temperature controller.
상기 구성에 따라 히터(11)에 의해 상승된 온도에서 유리와 금속의 경면이 처리된 면을 마주보도록 하여 유리에는 음극전압을 인가하고, 금속에는 양극전압을 인가하면 도 4와 같은 원리에 따라 접합된다.According to the above configuration, when the mirror surface of the glass and the metal are faced to each other at the temperature raised by the heater 11, the cathode voltage is applied to the glass, and the anode voltage is applied to the metal, and the bonding is performed according to the principle shown in FIG. 4. do.
즉, 상승된 온도에서는 유리의 구성 성분 중의 하나인 산화나트륨이 이온화되며, 이렇게 이온화된 나트륨이온은 양쪽전극에 인가된 전계에 의해 음극쪽으로이동하여 나트륨으로 환원되고 금속레일과 패널의 경계면에서는 이온이 공핍되어 패널내부에 형성된 음전하의 공핍과 금속표면에 형성된 양전하층 사이에 강한 기전력이 발생하여 패널과 레일을 서로 밀착시키게 된다. 따라서 상기와 같이 이동된 이온에 의한 화학반응에 의해 금속산화물 형성으로 강한 결합을 이루게 된다.That is, at an elevated temperature, sodium oxide, one of the constituents of glass, is ionized, and the ionized sodium ions move to the cathode by an electric field applied to both electrodes, and are reduced to sodium. Depletion causes strong electromotive force between the depletion of negative charges formed in the panel and the positive charge layer formed on the metal surface, thereby bringing the panel and the rail into close contact with each other. Therefore, a strong bond is formed in the metal oxide formation by the chemical reaction by the ions moved as described above.
다음은 실시예에 따라 설명한다.The following is described according to the embodiment.
실시예 1Example 1
70-75wt% Fe + 30-25wt% Cr + 기타원소로 구성된 레일을 접합재료로서 준비하여 세척하고 도 3과 같은 장치를 이용하여 패널과 상기 레일을 정열시킨 후 1-50 kgf/cm2로 가압하고 상기 패널과 레일의 온도가 300℃에서부터 최고 패널의 연화점인 704℃까지 가열한 다음 전압을 DC 200V-4000V까지 가변시키면서 접합하였다. 그리고 상기 접합체가 균열되지 않을 정도의 온도구배로 냉각시킨 다음 먼저 패널과 레일의 결합체를 절단하여 인장시험과 계면분석을 통하여 접합계면에 형성된 금속산화물의 두께를 측정하였다.A rail consisting of 70-75wt% Fe + 30-25wt% Cr + other elements was prepared and washed as a joining material, and the panel and the rail were aligned using the apparatus shown in FIG. After 1-50 kgf / cm2The panel and rail were heated at 300 ° C. to 704 ° C., the softening point of the top panel, and then joined while varying the voltage to DC 200V-4000V. After cooling to a temperature gradient such that the joint does not crack, first, the assembly of the panel and the rail was cut and the thickness of the metal oxide formed on the joint interface was measured by tensile test and interface analysis.
또한 다음공정인 도포공정 및 이후 공정을 거치면서 형광체 끼임 등을 조사하였다.In addition, phosphor jamming was investigated during the application process and the subsequent process.
접합강도를 측정한 결과, 그 조건에 따라 전단강도(剪斷强度)로 10kgf/cm2-90Kgf/cm2까지 얻을 수 있었고, 또한 레일과 패널을 접합시켜 주는 산화물층의 두께는 600-900Å으로 관찰되었다.As a result of measuring the bonding strength, the shear strength was obtained up to 10kgf / cm 2 -90Kgf / cm 2 depending on the conditions, and the thickness of the oxide layer joining the rail and panel was 600-900Å. Was observed.
또한 접합계면에 이물 끼임도 없었으며, 개스발생도 프리트 글라스에 비해 훨씬 경감되는 고품위의 음극선관을 얻을 수 있었다.In addition, there was no foreign matter stuck to the joint interface, and a high quality cathode ray tube was obtained, which was much reduced compared to frit glass.
그러나 상기한 실시예는 레일 표면에 흑색 피막층을 형성하지 않은 것으로, 이와 같은 경우는 패널에 접하고 있는 레일표면의 금속광택이 글라스를 통하여 사용자에게 보이게 되므로 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라 도 5a와 같이 외광에 의한 반사가 심하였다.However, the embodiment described above does not form a black coating layer on the surface of the rail. In this case, the metallic luster of the rail surface in contact with the panel is visible to the user through the glass, which is not only aesthetically pleasing, but also caused by external light as shown in FIG. 5A. The reflection was severe.
실시예 2Example 2
실시예 1과 같은 재질로 된 레일을 준비하여 세척하고 도시가스의 연소로 발생하는 CO와 CO2가스분위기에서 600-750℃의 온도로 10-40분간 산화시켜 흑색의 산화철(Fe2O3)피막을 얻었다. 이러한 산화피막이 형성된 레일을 도 3과 같은 장치를 이용하여 패널과 정열시킨 다음 실시예 1과 같은 방법을 통하여 정전접합을 실시하였다. 그 결과 실시예 1과는 달리 산화피막의 형성으로 레일의 표면조도가 향상되어 정전접합시 패널과의 밀착력이 증대되었고, 도 5b와 같이 흑색 피막층(21)을 형성함에 따라 외광을 흡수하거나 줄이는데 적합한 패널과 레일의 결합체를 얻을 수 있었다.Prepare and wash the rail made of the same material as in Example 1 and oxidize black iron oxide (Fe 2 O 3 ) by oxidizing for 10-40 minutes at a temperature of 600-750 ℃ in CO and CO 2 gas atmosphere generated by the combustion of city gas A film was obtained. The rail having the oxide film formed thereon was aligned with the panel using the apparatus as shown in FIG. As a result, unlike the first embodiment, the surface roughness of the rail was improved by the formation of an oxide film, and thus the adhesion to the panel was increased during electrostatic bonding. As shown in FIG. 5B, the black film layer 21 was suitable to absorb or reduce external light. A combination of panel and rail was obtained.
실시예 3Example 3
실시예 1과 동일한 조성을 갖는 레일인 접합재료를 세척하여 준비하고, 산화망간(MnO2) 펠렛으로 소결한 다음 저항가열 방식으로 초기 진공도 10E-4 Torr에서 망간펠렛의 온도가 승화점에 도달할 때까지 예열후 증착을 실시하고 이후 정전접합공정을 거쳐 패널과 레일의 조합체를 얻을 수 있었다.Prepared by washing the joining material of the rail having the same composition as in Example 1, sintered into manganese oxide (MnO 2 ) pellets and then the resistance heating method when the temperature of the manganese pellet reaches the sublimation point at an initial vacuum of 10E-4 Torr After preheating and deposition, the combination of panel and rail was obtained through electrostatic bonding process.
그 결과 실시예 1에 비하여 산화망간 피막은 레일의 표면조도를 향상시켜 정전접합시 패널과의 밀착력을 증대시켜 우수한 접합력을 갖는 패널과 레일의 결합체를 얻을 수 있었다.As a result, compared with Example 1, the manganese oxide film improved the surface roughness of the rail to increase adhesion to the panel during electrostatic bonding, thereby obtaining a combination of the panel and the rail having excellent bonding strength.
이상에서와 같이 본 발명은 새도우마스크를 지지하는 레일을 패널 내면에 접합시 프리트 글라스를 이용하는 종래와는 전혀 다르게 금속 레일표면을 흑색 피막층이 형성되게 함과 함께 이를 패널과 함께 정전접합시킴으로써 패널과 레일의 접합력이 증대되고 금속광택에 의한 외광반사를 최소화하며, 프리트 글라스 사용에 따른 문제점이 전혀 발생되지 않는 레일과 패널의 접합구조를 갖는 결합체를 얻게 된다.As described above, according to the present invention, a black coating layer is formed on the surface of a metal rail surface and is electrostatically bonded together with the panel, unlike the conventional method using frit glass when the rail supporting the shadow mask is bonded to the inner surface of the panel. The bonding force of the to increase the minimization of external light reflection due to the metallic gloss, and to obtain a combination having a joint structure of the rail and the panel does not cause any problems due to the use of frit glass.
Claims (4)
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