KR100370081B1 - 칼라음극선관용 새도우마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 새도우마스크 표면에 피막되는 전자반사막을 홀(Hole)내측면까지 형성함과 함께 전자반사막을 전자빔의 반사효율 및 열방사율이 큰 재질로 적절히 조성하여 피막시킴으로써, 새도우마스크의 열적 변형 감소로 도밍현상이 저감됨에 따라 전자빔과의 미스랜딩의 방지로 색순도가 향상된 스크린을 갖는 새도우마스크에 관한 것이다.

이에 따른 구성은 새도우마스크 표면을 비롯한 홀(Hole)내측면까지 전자반사막이 형성되게 함과 함께 전자반사막의 재질을 산화텅스텐(WO₃), 산화비스무스 (Bi₂O₃), 산화납(PbO) 분말이 50∼70중량부, 프리트 글라스 15∼20중량부, 용제가 10∼30중량부로 조성된 페이스트를 이용하여 인쇄 된 것 임을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크에 관한 기술이다.

Description

칼라음극선관용 새도우마스크{shadowmask for color CRT}

본 발명은 칼라음극선관의 새도우마스크에 관한 것으로, 특히 새도우마스크 표면 및 홀(Hole)내측면까지 전자반사막을 형성하여 새도우마스크의 열변형 및 도밍현상을 감소시키며,스크린 상에서 전자빔과의 미스랜딩을 방지하여 색순도를 향상시키는데 적합한 새도우마스크에 관한 것이다.

칼라음극선관은 도 1에 도시한 바와 같이, 내측면에 형광막(3)이 형성된 패널(1)과 내측면에 전도성을 갖는 흑연이 도포된 펀넬(2)이 융착 글라스로 봉합되어 있고, 펀넬(2)의 네크부(4)에는 3색의 화소에 대응하는 3본의 전자빔(5)을 발생시키는 전자총(6)이 장착되어 있다

그리고 형광막(3)에 근접 대향하는 위치에는 다수의 슬롯(Slot) 혹은 도트 (Dot)형상의 홀(Hole)이 배열된 색선별 전극인 새도우마스크(7)가 프레임(8)에 의해 지지되어 있고, 펀넬의 외주면에는 전자빔을 좌우로 편향시켜 주는 편향요크(9)가 장착되어 있다.

그리고 전자빔이 새도우마스크의 홀(Hole)을 통과하여 형광막에 도달 되는데 있어서 지자기의 영향으로 전자빔의 편향이 일어나는 것을 방지하기 위하여 패널쪽에서 볼때 프레임 뒤쪽에 지자기 차폐를 하는 인너쉴드(Inner Shield) (10)가 부착되어 있다.

상기한 구조에서 일반적으로 새도우마스크는 도 2a와 같이 전자빔이 통과하는 홀(Hole)(11)에는 테이퍼(Taper) 가 형성된 홀(Hole)내측면(12)이 형성되어 있다.

이렇게 구성된 음극선관은 전자총(6)에 영상신호가 입력되면 전자총의 캐소드로 부터 열전자가 방출되며 방출된 전자는 전자총의 각 전극에서 인가된 전압에 의하여 패널쪽으로 가속 및 집속과정을 거치면서 진행하게 된다.

이때 전자는 패널의 네크부에 장착된 마그네트의 자계에 의하여 전자빔(5)의 진행 경로가 조정되며 조정된 전자빔은 편향요크(9)에 의하여 패널의 내면에 주사되어지는데 ,편향된 전자빔의 약 20%는 새도우마스크(7)의 홀(Hole)을 통과하면서 색선별이 이루어지고 선별된 전자빔(5)은 패널 내면의 형광막(3)에 충돌하여 발광시킴으로써 영상신호를 재현 한다.

한편, 전자빔의 나머지 80%는 도 2c와 같이 새도우마스크의 표면에 충돌하여 온도 상승을 일으키고 이에 따라 새도우마스크는 열팽창이 일어나게 됨에 따라 새도우마스크의 면이 부풀어 오르는 것에 의해 전자빔의 랜딩(landing)위치가 변화하게 되는 도밍현상이 일어나게 됨에 따라 미스랜딩이 증가하여 색순도(purity)가 저하 하는 현상을 보이게 된다.

상기 새도우마스크의 도밍 현상을 저감하기 위하여 새도우마스크의 전자빔 조사면에 효과적인 코팅막을 형성하는 여러 방안이 제시되고 있다.

USP 3,562,518에서는 새도우마스크면에 산화비스무스(Bi₂0₃)와 유리 성분으로 된 전자반사재를 스프레이 방식으로 형성하는 것이 제안되었고, 일공특소 55-76553에서는 텅스텐(W) 납(Pb),비스무스(Bi)등의 성분을 함유하는 전자 반사재료를 스프레이 방식으로 형성하여 도밍 저감하는 방식이 제안되었다. 이는 모두 전자반사재료를 슬러리 상태로 제작하여 약 10㎛ 정도의 두께로 스프레이 하여 형성하고 있다.

한편 USP 5,723,169에서는 전자반사재를 각종 용제와 반죽하여 페이스트로 제작하여 스크린 메쉬 방식으로 하여 새도우마스크의 전자총측 내면에 인쇄막을 형성하여 도밍저감을 제안하고 있으나 선행 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

USP 3,562,518 및 일본 공개특 97-63326의 경우는 전자반사 효과는 있지만 5mg/cm²이상 스프레이 도포할 경우 새도우마스크의 홀(11)의 막힘 현상이 발생하거나 홀(11)의 표면에 이물(Burr)이 부착되어 조광시에 새도우마스크의 홀을 통과하는 빛의 간섭에 의해 노광 불량이 발생하거나, 전자빔의 홀 통과시 방해를 받기도 한다.

USP 5,723,169에서 제안한 인쇄 방식의 경우 10㎛ 이상의 두께로 도 2b 및 도3a와 같이 인쇄막(13)을 형성하면 전자반사 효과는 있으나 2∼3㎛ 정도로 얇게 도포하면 전자반사 효율이 약해 도밍 저하 효과가 미약해 지며, 또한 인쇄막(13) 현상시 새도우마스크의 홀을 구성시 전자빔 및 조광시 빛의 통과 공을 넓히기 위해 형성해 놓은 도 2a와 같은 홀(Hole)내측면(12)에는 인쇄막(13)이 형성되지 않는 단점이 있으며 또한 새도우마스크의 브릿지(Bridge)부에는 도 3b와 같이 인쇄막(13)의 형성이 잘안 되는 경우가 있다.

또한 텅스텐(W)을 이용하여 증착방식을 통하여 막을 형성하는 방안이 있으나 , 이는 새도우마스크의 열처리시 또는 프리트 실링 공정시 온도가 450∼500℃ 이기 때문에 텅스텐(W)이 산화텅스텐(WO₃)으로 변화되어 막의 박리 현상이 발생하기도 한다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 새도우마스크 표면을 비롯한 홀(Hole)내측면까지 전자반사막을 형성시키는데 있으며, 또한 상기 전자반사막의 재질을 전자빔의 반사효율 및 열방사율이 큰 재질로 적절히 조성하여 피막시킴으로써, 새도우마스크의 열적 변형 감소로 도밍현상이 저감됨에 따라 전자빔과의 미스랜딩의 방지로 색순도가 향상된 스크린을 갖게 하는데 적합한 새도우마스크를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 칼라음극선관의 구조도

도 2a는 새도우마스크 단면도

도 2b는 종래 인쇄막 형성 상태도

도 2c는 새도우마스크 전자빔 충돌 예상도

도 3a는 새도우마스크에 형성된 인쇄막 표면 상태도

도 3b는 새도우마스크 브릿지부 인쇄막 형성 상태도

도 4는 새도우마스크 인쇄막 형성공정도

도 5a는 본 발명의 새도우마스크에 형성된 인쇄막 상태도

도 5b는 본 발명의 새도우마스크 테이퍼면에 형성된 인쇄막 형성 상태도

도 6은 도밍평가 부위 측정위치도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

7 : 새도우마스크 11 : 홀 12 : 홀내측면

13 : 인쇄막

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 새도우마스크 표면을 비롯한 홀(Hole)내측면까지 전자반사막이 형성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 새도우마스크 표면을 비롯한 홀(Hole)내측면까지 형성되는 전자반사막이 산화텅스텐(WO₃), 산화비스무스(Bi₂O₃), 산화납(PbO)분말이 50∼70 중량부, 프리트 글라스 15∼20중량부, 용제가 10∼30중량부로 조성된 페이스트를 이용하여 인쇄 된 것 임을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크로 구성된다.

또한 본 발명은 상기 페이스트 조성에 0.1∼10중량부의 흑연분말을 혼합하여 이용할 수 있도 있다.

상기 전자반사 재료는 전자총에서 방사되는 전자빔이 새도우마스크의 표면에부딪힐 때 전자를 반사하는 효과가 큰 재료로서 텅스텐,비스무스, 납 등과 그 산하물로 이루어지고 있으며, 이러한 산화물은 전자빔의 반사효율 (0.45∼0.50)이 큰 재질로서 새도우마스크에 입사된 전자빔의 흡수량을 감소시켜 새도우마스크가 부풀어 오르는 도밍량을 감소시킨다.

또한 산화텅스텐(WO₃), 산화비스무스(Bi₂O₃) 등의 산화물은 열방사율(ε)이 높은 재질로서, 산화텅스텐은 열방사율 ε=0.9 이고, 비스무스산화물은 열방사율 ε=0.85로서 우수한 재질이다.

프리트 글라스는 열팽창계수가 약 110×10^-6으로서 인쇄방식으로 형성하고 건조 후 약 500∼600℃에서 가열하여 새도우마스크의 표면에 전자반사 재료를 융착고정하는 역할을 하게 된다.

본 발명에서는 새도우마스크 표면에서 전자빔의 새도우마스크의 표면을 비롯한 홀(Hole)내측면까지 인쇄막을 형성하기 위하여 새도우마스크 인쇄용 페이스트의 물성을 조절해야 한다. 즉, 페이스트의 유동성인 칙소성(Thixtropy)을 개선하기 위하여 비히클 같은 용제와 프리트 글라스에 해당하는 유리원료, 전자반사재 또는 단열재를 롤밀(Roll mill)에 함께 투입하여 디스퍼서(Disperser)등을 이용하여 2시간 이상 균일 혼합하여 제작한다.

이때 점도를 일정하게 조절하기 위하여 용제의 선택과 첨가량이 중요하다. 상기 인쇄막을 형성하는데 필요한 인쇄용 페이스트의 물성으로서 점도 (Viscosity) 약 1만∼5만 c.p.s 수준, 그리고 칙소성은 점도 10r.p.m과 50r.p.m의각 비율로서 나타내는데 2∼7 사이가 가장 적당하다.

본 발명은 상기 전자반사막을 형성함에 있어서는 도 4와 같이 인쇄기판(a) 상부에 새도우마스크(7)를 올려 놓고 스크린 메쉬(b)상에서 상기 조성으로된 페이스트 (c)를 스퀴지(d) 및 스크랩퍼(e)를 이용하여 인쇄막 형성후 약 80∼150℃에서 건조하여 새도우마스크 형상 제작 후 공기와 도시가스가 주입된 전기로에서 약 550∼ 600℃ 온도로 약 30분간 열처리하여 새도우마스크 표면에 흑화막을 형성하여 제작 완료한다.

도 4는 전자반사막 형성을 위한 하나의 공정 예를 나타낸 것이며, 본 발명은 그 외의 방법, 예를 들면 증착법 등의 여타 방법을 통하여 실시할 수 있다. 도 5a는 본 발명에 따른 인쇄막이 형성된 새도우마스크의 단면도를 나타낸 것이고, 도 5b는 새도우마스크의 홀의 내측면까지 인쇄막이 형성된 상태를 나타낸 것이다.

다음은 실시예에 따라 설명한다.

(실시예 1)

산화텅스텐(WO₃), 산화비스무스(Bi₂O₃), 산화납(PbO) 분말이 50∼70중량부, 프리트 글라스 15∼20중량부, 기타 용제인 비히클로 조성된 혼합 페이스트를 제조하여 소둔공정이 완료된 AK재질의 새도우마스크에 도 4와 같은 공정을 통한 인쇄 방식으로 약 10∼60㎛ 두께로 형성하고 약 80∼150℃ 온도에서 건조후 약 600℃에서 흑화공정을 거쳐 새도우마스크를 제조하였다.

상기와 같이 제조된 새도우마스크를 25" 칼라음극선관에 적용하여 도밍 저감효과를 도 6의 지점으로 하여 측정하였다. 칼라음극선관의 도밍값이 최대 지점인 도 6의 "A"위치에서 측정값을 상호 비교한 결과 (표 1)과 같이 나타났다.

(실시예 2)

상기 실시예1의 혼합 페이스트에 0.1∼10중량부의 흑연분말이 포함된 페이스트를 이용하여 실시예 1과 동일하게 실시한 결과 (표 1)과 같이 나타났다.

(표 1)에서 알 수 있는 바와 같이 홀내측면에 미도포 새도우마스크의 경우 약 44% 가량 도밍이 저감 되지만 홀내측면에 인쇄막을 형성한 본 발명의 경우는 추가로 12∼24% 가량 증진된 효과가 있어, 인쇄막이 형성되지 않은 AK재 새도우마스크에 비해 도밍저감 효과가 최대 68%까지 저감 가능함을 확인하였다.

	순수AK	실시예 1	실시예 2	홀내측면미도포
Max Doming(㎛)	125	55	40	70
저감효율(%)	-	56	68	44

이상에서와 같이 본 발명은 새도우마스크 표면을 비롯한 홀(Hole)내측면까지 전자반사막을 형성함과 함께 전자반사막을 전자빔의 반사효율 및 열방사율이 큰 재질로 적절히 조성함으로써 새도우마스크의 열적 변형 감소로 도밍현상이 저감됨에 따라 전자빔과의 미스랜딩의 방지로 색순도가 향상된 스크린을 갖는 새도우마스크를 얻게 된다.

Claims (5)

1. 새도우마스크 표면을 비롯한 홀(Hole)내측면까지 산화텅스텐(WO₃), 산화비스무스(Bi₂O₃), 산화납(PbO) 분말이 50∼70중량부, 프리트 글라스 15∼20중량부, 용제가 10∼30중량부로 조성된 페이스트를 이용하여 전자반사막이 형성됨을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 혼합 조성된 페이스트에 흑연분말이 0.1∼10 중량부 포함됨을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전자반사막의 두께가 10∼60㎛인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 전자반사막이 증착법으로 형성된 것 임을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크.