KR100344788B1

KR100344788B1 - 칼라 평면 음극선관용 레일 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100344788B1
Application number: KR1019990034477A
Authority: KR
Inventors: 천현태
Original assignee: 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2002-07-19
Also published as: KR20010018509A

Abstract

본 발명은 칼라 평면 음극선관의 새도우 마스크를 지지하는 레일(Rail)구조체에 대한 제조시의 공정을 종래 순서와 다르게 바꿈과 함께 레일 표면에 산화피막을 형성시킴으로서 프리트글라스와 레일과의 젖음성을 향상시켜 프리트 내부기공을 최소화시키고 글라스와 레일의 열팽창 차이의 완화 및 내식성 증대로 음극선관의 고품위 및 고수명을 실현하기 위한 것으로, 이에 따른 구성은 칼라 음극선관의 새도우 마스크를 지지하는 금속 재질로된 레일구조체에 있어서, 상기 레일구조체 표면에 금속 산화피막이 형성되어 이루어지고, 상기 레일구조체를 제조함에 있어서는 Fe-Cr계 강의 조성이 되게 제강공정을 통해 슬랩(Slab)을 제조하고, 이것을 열간압연, 산세, 냉간압연, 환원소둔하는 단계, 레일 형태가 되게끔 성형 가공하는 단계, 상기 가공된 레일을 용접하는 단계, 산화(흑화)처리하는 단계로 이루어진 칼라 음극선관용 레일구조체의 제조방법에 관한 기술이다.

Description

칼라 평면 음극선관용 레일 및 그의 제조방법{rail for color CRT and method for fabricating the same}

본 발명은 칼라 평면 음극선관용 레일(Rail)구조체 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 고크롬(高Cr)강 재질로된 레일 표면에 산화막을 형성시켜 프리트글라스(Frit Glass)와 레일의 젖음성 향상, 프리트글라스 내부 기공의 최소화 및 프리트 글라스와 레일의 열팽창 차이 완화 및 내식성 향상으로 고품위, 고수명을 갖는 음극선관용 레일 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 칼라 평면 음극선관은 도 1과 같이 전면에 방폭특성을 가진 방폭 유 리 (1)가 고정되어 있는 패널(2)과 상기 패널(2)전면부에 융착되는 펀넬(3)과 상기 펀넬(3)에 봉입되어 있는 적, 녹, 청 3개의 전자빔(4)을 패널(2)쪽으로 방사시키는 전자총(5)과 상기 패널(2)내면에 적, 녹, 청 3 색의 형광체가 도포되어 있어서 전자빔에 의해 각각의 색을 발광하는 형광막(6)이 있고, 상기 패널(2)에는 공극형상의 구멍이 무수히 뚫린 인장된 새도우마스크(7)가 패널(2)내면과 일정한 간격을 유지하도록 지지하는 레일(8)로 구성되어 있고 , 이 레일은 새도우 마스크의 인장력을 견딜수 있도록 프리트 글라스에 의해 패널에 융착되어 레일 결합체가 된다.

색선별 장치인 새도우마스크(7)는 전자총(5)에서나오는 전자빔에 의해 열팽창을 하게되는데, 상기 열에 의한 새도우 마스크의 변형을 막기 위해 새도우 마스크를 인장하고, 인장된 새도우 마스크는 상기의 레일 결합체에 용접된다.

도 2는 패널 내면에 융착되는 레일 결합체을 나타낸 것으로,프리트분말(Frit Powder)과 비하이클(Vehicle)의 혼합물을 제조하여 프리트 글라스(10)를 준비한다. Fe-28wt% Cr으로된 레일(8)결합체는 2개의 장축레일과 2개의 단축레일, 4개의 엔드캡으로 연결 결합되어 사각형의 구조를 가진다. 이 사각 레일 결합체을 패널내면에 올려 놓고 빈공간에 상기 준비된 프리트 글라스를 채우고 이를 노내(爐內)에서 패널과 융착시킨다.

상기 융착된 레일 결합체는 패널과 새도우 마스크의 일정한 간격을 유지하기 위해 레일 결합체 상면이 연삭된다. 상기 레일 결합체가 융착된 패널은 도포공정을 거쳐 패널 내면에 형광체가 입혀진다. 상기 형광체가 도포되면 새도우 마스크를 인장하여 레일 결합체 상면에 정확한 위치를 조정하여 용접한다. 이 후 패널과 펀넬이 결합되고 전자총 삽입 공정을 거쳐서 배기된다.

상기 새도우 마스크를 용접하기 위해 준비된 레일에 대한 종래의 화학조성(단위: wt%)은 (표1의 시료4)와 같다.

상기 레일 결합체을 제조함에 있어서는 (표1의 시료4)와 같은 조성이 되게 용해 → 조괴 (Ingot Making) → 슬랩(Slab)→열간압연→산세→냉간압연→환원소둔→성형가공 (Forming)→응력제거 수소열처리→레일용접→글라스(Glass)와 실링(Sealing)으로 된다.

상기 레일을 이루는 고크롬(高Cr)강은 용접에 의한 취화를 발생시킬 수 있는데 음극선관의 제조공정인 엔드캡(End Cap)용접에 의한 용접부 취화를 야기시켜서 패널과 결합후 열처리 공정을 거치면 레일 코너부에 응력이 집중되어 패널 균열(Crack)의 발생율이 높다.

또한 상기 고크롬강은 열처리온도에 따라 여러가지 취성을 나타낼 수 있는 재료로서, 450∼550℃에서 오랜시간 가열한 다음 냉각하면 취화하고 내식성도 떨어지는 현상을 보이는 소위 474℃ 취성을 일으킨다.

또한 상기 레일 재료는 Fe-Cr상태도를 나타낸 도 3과 같이 29% Cr강은 약 740℃이하의 온도에서 σ(시그마)상, 즉 (Fe-Cr)_xC_y상과 α(페라이트)상을 동시에 정출시킴을 알 수 있다. 이 시그마상은 상당히 취약해서 가공성을 해치며 음극선관의 유리와 접합공정에서 균열을 유발시킬 수 있다.

또한 상기 레일 제조공정중 성형가공(Forming)시는 가공응력이 발생하며, 이런 응력 제거를 하기 위한 열처리를 실시하고 있지만 레일 금속의 표면 특성상 프리트글라스와 젖음성(Wetting)(또는 습윤성)이 좋지 못하여 레일과 패널을 프리트글라스로 접합한후 그 단면을 절단하여 관찰하면 도 2와 같이 레일내에 완전히 충만하지않은 기공(9)부분이 존재하게 되는데 이 공간내에 이물 또는 잔류가스가 존재하게되므로 고 진공 상태인 오염의 원인이 되어 음극선관의 품위 저하 및 수명 단축을 초래한다.

또한 상기 공정은 열처리후 용접을 하므로 용접응력이 남게되어 프리트글라스와 접합하는 공정 또는 배기공정에서 글라스 파손을 유발시키는 원인이 된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레일의 제조공정 순서를 종래와 다르게 바꿈과 함께 레일 표면에 산화피막을 형성시킴으로서 프리트글라스와 레일과의 젖음성을 향상시켜 프리트 내부기공을 최소화시키고 글라스와 레일의 열팽창 차이의 완화 및 내식성 증대로 음극선관의 고품위 및 고수명을 실현하고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 기존의 평면 칼라 음극선관 구조단면도

도 2는 도 1의 레일 결합체

도 3은 Fe-Cr 상태도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 패널 7 : 새도우 마스크 8 : 레일

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 칼라 음극선관의 색선별 전극인 새도우 마스크를 지지하는 금속 재질로된 레일구조체에 용접되어 이루어지는 것에 있어서, 상기 레일 표면이 금속 산화피막으로 형성되어 이루어진다.

상기 금속산화피막은 일예로서 Cr₂O₃또는 Fe₂O₃를 포함하는 검은 산화피막을 들수 있다.

상기 산화피막을 얻기위한 제조공정은 (표1)과 같이 조성되게 용해 및 주조하여서 슬랩(Slab)을 얻어 이를 열간압연, 산세, 냉간압연, 환원소둔한 후 성형가공(Forming) 하고, 상기 성형 가공된 이들 레일을 산화(흑화)열처리 하여서된 새도우 마스크를 지지하는 레일구조체의 제조방법으로 이루어진다.

하기한 (표1)의 시료1-3은 본 발명자가 평면브라운관 레일 재료로 특허출원 한 것으로 본 발명에서는 종래의 시료(표1에서 시료4)를 비롯하여 모두 적용할 수 있다.

상기한 제조공정중 본발명이 종래와 다른점은 종래에는"성형가공(Forming)→응력제거 수소열처리" 와같은 순서를 본 발명에서는" 성형가공(Forming)→흑화(산화)열처리"의 순서로 한 것이다.

상기와 같이 제조한 본 발명의 레일을 프리트글라스와 실링한 결과 레일표면에 약 2.5㎛이하로 형성된 Cr₂O₃와 Fe₂O₃와 같은 검은 산화피막이 생겨 레일표면의 에너지 증가로 프리트글라스와의 습윤성(젖음성)이 향상되어 프리트글라스 소성후 프리트글라스내에 도 2와 같은 기공(9)은 나타나지 않았으며 음극선관 앞유리 즉, 패널(2)과의 접합강도도 1.2∼1.7배 증가됨을 알 수 있었다.

또한 레일과 엔드캡의 용접공정은 산화열처리 전,후 모두 실시가능하며, 레일용접 공정 후 흑화열처리 실시하면 용접에 의한 레일의 응력(stress)을 제거하고 패널과 접합함으로써 용접에 의한 레일의 응력때문에 발생하는 패널의 파손을 방지하는 장점을 가질 수 있다.

다음은 실시예에 따라 설명한다.

(표1)과 같은 18-29wt%고크롬(高Cr)강을 레일 형태로 성형가공(Forming)하여 용접한 후 610∼1120℃의 수소 분위기 온도에서 레일의 산화를 위해서 노점(Dew point)을 -30∼30℃로 하고 5∼60분간 가열하여 산화피막을 형성한후 냉각시켜서 측정한 결과 흑화막 두께는 0.5∼2.5㎛ , 레일의 경도값은 Hv 146∼190, 열팽창계수는 10.8∼11.8E6의 값을 얻었다. 상기 값들은 평면 음극선관인 패널과 접합될 수 있는 값이고, 또한 접합 결과 패널과 레일의 접합강도가 우수하며 가스배출(Out gassing)이 격감한 음극선관을 제조 할 수 있었다.

(표1) 단위: wt%

	C	Si	Mn	P	Ni	Ti	Mo	Cr	Fe
1	0.02	0.40	0.55	0.011	0.35	0.50		18	나머지
2	0.06	0.39	0.36	0.016	0.23	0.23	0.30	20	나머지
3	0.02	0.39	0.36	0.016	0.23	0.30	0.30	19	나머지
4	0.05	0.40	0.60	0.011	0.50			29	나머지

이상에서와 같이 본 발명은 평면 음극선관용 레일 제조를 위한 제조공정 순서를 종래와 다르게 바꿈과 함께 레일 표면에 산화피막을 형성시킴으로서 프리트글라스와 레일과의 젖음성을 향상시켜 프리트 내부기공을 최소화시키고 글라스와 레일의 열팽창 차이의 완화 및 내식성 증대로 음극선관의 고품위 및 고수명을 실현 하는 효과를 갖게된다.

Claims

칼라 음극선관의 새도우 마스크를 지지하는 금속 재질로된 레일구조체에 있어서, 상기 레일구조체 표면에 금속 산화피막이 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 칼라음극선관용 레일구조체
제 1항에 있어서,

레일구조체 표면에 Cr₂O₃또는 Fe₃O₄를 포함하는 검정 산화피막이 형성됨을 특징으로 하는 칼라음극선관용 레일구조체
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

레일구조체가 Fe-18∼29wt%Cr계 강의 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 레일구조체
칼라 음극선관의 새도우 마스크를 지지하는 금속 재질로된 레일구조체를 제조 함에 있어서, Fe-Cr 계 강의 조성이 되게 제강공정을 통해 슬랩(slab)을 제조하는 단계, 열간압연, 산세, 냉간압연, 환원소둔하는 단계, 레일 형태가 되게끔 성형 가공하는 단계, 상기 가공된 레일을 산화(흑화)처리하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 레일구조체의 제조방법
제 4항에 있어서,

산화열처리를 수소분위기 하에서 610∼1120℃, 노점 -30∼30℃범위내에서 실시함을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 레일구조체의 제조방법
제 4항에 있어서,

레일구조체가 Fe-18∼29wt%Cr계 강의 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 레일구조체의 제조방법