KR100319082B1 - 전자반사막조성물및이를사용한섀도우마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자반사막 조성물의 제조방법 및 이를 사용한 새도우마스크에 관한 것이다. 비스무스 함량이 10-50 중량%인 비스무스 암모늄 사이트레이트 용액이 전체 조성물의 70 중량% 이상, 25-30 중량%의 고체성분을 함유하는 물유리가 전체 조성물의 30 중량% 미만 포함된 전자반사막 조성물을 새도우마스크의 전자총 방향 표면에 분사하여 형성시킨 전자반사막율 구비하는 새도우마스크는 열변형율이 작으므로, 이를 음극선관에 채용하여 동작시킬 때, 새도우마스크의 도우밍 현상에 의한 색순도의 변화가 감소되어 우수한 화질의 영상을 감상할 수 있게된다.

Description

전자반사막 조성물 및 이를 사용한 새도우마스크

본 발명은 전자반사막 조성물 및 이 조성물을 사용하여 제조된 새도우마스크에 관한 것으로서, 상세하게는 칼라 음극선관의 새도우마스크 내면에 코팅하기 위한 전자반사막 조성물 및 이를 사용하여 제조된 전자반사막을 구비하는 것에 의해 열변형량이 크게 줄어든 새도우마스크에 관한 것이다.

칼라 음극선관에 있어서, 일정한 두께를 가지며 다수의 구멍이 일정하게 배열된 구조를 갖는 새도우마스크는 음극선관의 전자총에서 방사되는 전자빔 중에서 소망의 전자빔만을 선택적으로 통과시키는 것에 의해 형광막의 상부에 형성된 각색 형광체를 선택적으로 발광시켜 적, 녹, 청의 색을 분리 해주는 역할을 하여 칼라를 구현시켜 주는 부품으로서, 일명 색선별 전극이라고 불리운다. 그런데 전자빔의 조사시 새도우마스크의 구멍을 통하여 통과되는 전자를 제외한 나머지는 새도우마스크와 충돌하게 되는데, 이 충돌되는 전자로 인하여 새도우마스크는 약 80∼90℃ 정도로 온도가 상승하게 된다. 이 때 발생되는 열에 의하여 새도우마스크는 중심 부분이 부풀게 되는데 이열변형 현상, 소위 도우밍 현상으로 인해 새도우마스크의 구멍이 소망위치로부터 약간 이동하게 된다. 이는 원래의 위치에서 이탈된 구멍을 통과하게 되는 전자빔이 타형광체를 발광시키는 결과를 초래하므로 결국 재생된 영상의 색순도가 저하된다.

제1도는 전자빔과의 충돌에 의한 열변형 전 및 후의 새도우마스크와 이에 따른 전자빔 경로 변화를 나타내는 도면이다. 음극선관의 전자총에서 방사된 전자빔은 열변형전의 새도우마스크(2) 상에 예정된 슬릿을 통하여 패널(1) 상의 예정된 형광체 위치(k)로 주사된다. 그러나 전자빔과의 계속된 충돌로 인하여 온도가 상승되어 열변형된 새도우마스크(2')에서는 예정된 슬릿의 위치가 변경되기 때문에 패널(1) 상의 예정되지 않은 형광체 위치(k')로 전자빔이 주사되는 것이다.

새도우마스크의 열변형으로 인한 색순도의 저하 현상은 칼라 음극선관이 대형이고, 고정세일수록 심각한 현상으로 나타나는데, 통상 민생용의 경우 25" 이상,공업용의 경우 15" 이상인 음극선관에서는 비스무스와 같은 전자반사율이 높은 물질이 내면에 코팅된 AK 마스크를 사용하거나, 가격이 비싸고 가공, 용접, 취급이 어렵지만 열팽창 개수가 작은 INVAR 마스크를 사용하는 것으로 열변형율을 줄이고 있다.

제2도에는 새도우마스크(2)가 패널(1)의 내부에 장착된 구조 및 전자빔이 방사되는 쪽 표면에 새도우마스크와 충돌된 전자가 반사될 수 있도록 해주기 위한 전자반사막(3)이 코팅, 형성된 새도우마스크(2)의 확대단면도를 나타내었다.

통상, 전자반사막 조성물은 통상적인 공침법을 예로하면 다음과 같은 방법에 따라 제작하고 있다.

먼저, 평균입경이 약 1㎛ 이하인 비스무스, 납, 텅스텐과 같이 전자반사율이 높은 금속의 미세분말을 물, 물유리, 분산제, 계면활성제 등과 혼합하여 현탁액으로 제조한다.

상기 비스무스의 원료로는 비스무스 암모늄 사이트레이트 용액(BACS: bismuth ammonium citrate solution)이 많이 사용되는데, 이는 통상 다음과 같이 제조된다. 질산비스무스 결정성 분말을 묽은 질산에 용해시킨 다음, 암모니아수를 첨가하여 수산화비스무스를 석출시킨다. 석출된 수산화비스무스를 세정, 건조시킨 후에 비스무스 1몰당 2골의 시트르산을 첨가하여 녹인 후에 암모티아수를 첨가하여 pH를 중성으로 조절하여 비스무스 암모늄 사이트레이트 용액을 제조한다. 얻어지는 비스무스 화합물의 미세분말을 물, 물유리, 분산제, 계면활성제 등과 혼합하여 현탁액을 제조하는 것이다.

이 현탁액을 새도우마스크의 표면에 스프레이 하고 건조시켜 전자반사막을 형성하도록 한다(대한민국 특허 공고 제91-5092호). 이 방법에 의하면 전자반사용 분말을 액중에 분산시키는 데 어려움이 많고 시간이 많이 걸리며 1㎛ 이하의 미분말을 사용하더라도 응집체가 형성되기 쉬워서 분무노즐이 막히기 쉽고 균일한 분무가 곤란할 뿐 아니라, 새도우마스크에 스프레이 할 때 구멍막힘 등이 다수 발생하기 때문에 마스크의 구멍이 미세한 공업용 음극선관에는 거의 사용되지 않는다.

결국 대형 또는 고정세 음극선관에서는 여러가지 문제점이 있음에도 불구하고 열팽창 계수가 작아서 전자와의 충돌 조건에서도 열변형율이 작은 Invar마스크를 사용하고 있는 것이다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 감안하여 에어로졸 방법으로 전자반사막을 형성시키기 용이한 비스무스 암모늄 사이트레이트 용액 형태의 전자반사막 조성물을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용액 형태의 전자반사막 조성물을 애어로졸 방법으로 새도우마스크의 내면에 분사, 형성하여 제조되는 전자반사막을 구비하는 것으로 열변형율이 낮은 새도우마스크를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 비스무스 함량이 10-50 중량%인 비스무스 암모늄 사이트레이트 용액이 전체 조성물의 70 중량% 이상이고, 25-30 중량%의 고체성분을 함유하는 물유리가 전체 조성물의 30 중량% 미만으로 포함되는 전자반사막 조성물을 제공한다.

상기 조성물의 pH는 6-8로 조절하는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 다른 목적은 비스무스 함량이 10-50 중량%인 비스무스 암모늄 사이트레이트 용액이 전체 조성물의 70 중량% 이상이고, 25-30 중량%의 고체성분을 함유하는 물유리가 전체 조성물의 30 중량% 미만 포함된 전자반사막 조성물을 새도우마스크의 전자총 방향 표면에 분사하여 형성된 전자반사막을 구비하는 새도우마스크에 의해 달성된다.

본 발명에서는 전자반사율이 높은 전자반사 물질중 특히 우수한 전자반사 특성을 갖는 비스무스 화합물을 용액 상태로 제조하여 새도우마스크에 전자반사막 성분으로 적용하도록 한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

비스무스 암모늄 사이트레이트 용액의 부착성을 보강하기 위해 물유리가 첨가된 형태의 용액 조성물은 다음과 같이 제조하였다.

먼저 10 중량%의 암모니아수에 구연산(citric acid)을 1:2의 중량비로 상온에서 용해시킨다. 얻어진 용액에 비스무스 나이트레이트 오수화물[Bi(NO₃)₃· 5H₂O]을 3:4의 중량비로 첨가하여 용해시킨다. 10 중량%의 암모니아수를 천천히 가하여 pH를 약 5로 조절한다. 여기에 25-50 중량%의 고체 성분을 포함하는 물유리를 5 중량% 되게 첨가한다. 10 중량%의 암모니아수를 첨가하면서 pH를 중성(약 6-8)으로 조절한다. 얻어진 용액은 상온에서 보관하면 변질되기 쉬우므로 냉장 보관한다.

얻어진 용액을 원자화기, 초음파 분사기 등을 사용하여 새도우 마스크의 전자빔 방사방향쪽 표면에 에어로졸 형태로 분사하여 비스무스를 함유하는 용액으로새도우마스크의 일면을 코팅한다.

전자반사 물질을 새도우마스크 표면에 코팅한 후, 바람직하게는 약 400℃ 정도의 온도로 열처리하여 전자반사막을 완성시키도록 한다.

형성된 전자반사막을 조사한 결과, 막에 형성된 입자는 아주 미세하여 졸-겔 형태로 건조, 부착되어 있음을 확인할 수 있었다. 새도우마스크의 표면에 빈틈없이 미세하고 균일한 전자반사막이 형성된 것이다.

따라서 본 발명의 전자반사막 조성물을 사용하여 제조된 새도우마스크는 열변형율이 낮으면서도 이의 제조중 새도우마스크의 구멍막힘이 거의 없기 때문에 대형 또는 고정세 음극선관에서도 AK 마스크를 적용할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 전자반사막이 구비된 새도우마스크는 종래 전자반사막이 형성된 AK 마스크 대용으로는 물론이고, 구멍이 미세한 공업용 음극선관의 새도우마스크로 사용되던 고가의 INVAR 마스크를 AK 마스크로 대체할 수 있게 되어 음극선관의 제조 원가절감에 크게 기여하는 것이다.

그리고 본 발명에서는 용액을 분사하는 방법에 의해 전자반사막을 제조하게 되므로 공정이 극히 간단하며, 생산라인에 용이하게 적용할 수 있다는 장점이 있다.

결국 본 발명의 전자반사막 조성물은 비스무스 고형분의 용해도가 큰 용액 상태로서 에어로졸 상태의 미세한 액적으로 새도우마스크 내표면에 부착시킨 다음 적절한 열처리를 통하여 구멍 막힘이 거의 없고 전자반사 특성이 양호한 전자반사막을 제공해 주게 된다. 따라서 이 전자반사막이 형성된 새도우마스크는 충돌되는전자빔에 대한 반사율이 높고 열변형율이 작게 된다. 이는 결국 이를 채용한 음극선관애서 재생된 화상의 색순도를 향상시켜 우수한 화질을 제공해 주게 된다.

제1도는 전자빔과의 층돌에 의한 열변형 전 및 후의 새도우마스크와 전자빔 경로를 나타내기 위한 도면이다.

제2도는 전자반사막이 형성된 칼라 음극선관용 새도우마스크의 단면 확대도이고,

* 도면의 각 부분에 대한 부호의 설명 *

1‥‥패널

2,2'‥‥새도우마스크

3‥‥전자반사막

4‥‥전자빔

Claims (4)

1. 비스무스 함량이 10-50 중량%인 비스무스 암모늄 사이트레이트 용액이 전체 조성물의 70 중량% 이상, 25-30 중량%의 고체성분을 함유하는 물유리가 전체 조성물의 30 중량% 미만으로 포함된 전자반사막 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 조성물의 pH가 6-8인 것을 특징으로 하는 전자반사막 조성물.
3. 비스무스 함량이 10-50 중량%인 비스무스 암모늄 사이트레이트 용액이 전체 조성물의 70 중량% 이상이고, 25-30 중량%의 고체성분을 함유하는 물유리가 전체 조성물의 30 중량% 미만 포함된 전자반사막 조성물을 새도우마스크의 전자총 방향 표면에 분사하여 형성된 졸-겔 형상의 전자반사막을 구비하는 새도우마스크.
4. 제3항에 있어서, 상기 새도우마스크가 INVAR 마스크 또는 AK 마스크중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 새도우마스크.