KR100445431B1 - 음극선관패널표면도포물질의소성장치및방법 - Google Patents

음극선관패널표면도포물질의소성장치및방법 Download PDF

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Abstract

적외선 방사 장치와, 상기 장치에서 적외선이 방사되는 부분에 장착되고, 음극선관 패널 표면 도포 물질의 고유 흡수 파장에 해당하는 영역의 파장을 가지는 적외선을 선택적으로 투과하는 필터를 포함하는 음극선관 패널 표면 도포 물질의 소성 장치 및 이를 이용한 소성 방법은 음극선관의 고열화를 방지함으로써 음극선관 특성 불량의 원인을 제거할 수 있고, 소성 공정에 걸리는 시간을 단축시켜 음극선관 제조 공정의 효율성을 제고할 수 있다.

Description

음극선관 패널 표면 도포 물질의 소성(燒成) 장치 및 방법
[산업상 이용 분야]
본 발명은 음극선관 패널 표면 도포 물질의 소성(燒成) 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 외광 반사 방지의 목적으로 특정 물질을 음극선관 패널의 바깥 표면에 도포하는 경우에 있어서, 상기 도포 물질의 소성 장치 및 방법에 관한 것이다.
[종래기술]
일반적으로, 음극선관의 제조 공정은 외광 반사 방지, 대전 방지, 색감 향상 등의 목적으로 특정 물질들을 음극선관 패널 바깥 표면에 스핀(spinning) 또는 스프레이(spraying) 방법으로 도포하는 공정을 포함하게 된다.
상기 공정은 음극선관의 제조 공정의 최종 단계에서 행해지는데, 제조 공정의 초기 또는 중기에 행해지게 되면, 제조 공정 중 패널 바깥 표면이 화학적 또는 물리적으로 손상되어 상기 공정을 반복해야 하는 경우가 빈번하게 발생하기 때문이다.
특히 상기 공정이 외광 반사를 방지하기 위한 목적을 가지는 공정인 경우에 있어서, 상기 도포 물질은 에틸 실리케이트(ethyl silicate; Si(OC2H5)4)(테트라 에톡시 실란(tetraethoxy silane))와 같은 실리콘 옥사이드(silicon oxide)류 화합물, 물(H2O) 및/또는 알콜(alcohol)을 함유하는 액상(液狀)의 조성물이다. 상기 실리콘 옥사이드(silicon oxide) 류 화합물은 상기 도포 물질이 음극선관 표면에 결합되게 하는 작용을 한다.
상기 도포 물질이 패널의 바깥 표면에 고착되도록 하기 위해서는 상기 도포물질의 건조 및 소성 공정이 요구되는데, 상기 소성 방법에는 열풍 또는 적외선 램프를 이용하는 건조 소성 방법과 원적외선 세라믹스 히터와 같은 세라믹스 히터를 이용하는 대류 및 복사열 소성 방법이 있다.
상기 소성 공정은 음극선관 제조 공정의 최종 단계에서 행해지므로 패널 표면은 250℃ 이하로 유지되어야 한다. 250℃ 보다 높은 온도에서 소성하면 형광막에 이상이 발생하고 가스 발생으로 진공도와 전자빔에 악영향을 미칠 가능성이 높아진다. 따라서, 상기 소성 공정은 180∼220℃에서 행해진다. 180℃ 보다 낮은 온도에서 소성하면 도포된 막의 강도 및 경도가 저하한다.
상기한 바와 같이, 소성 공정은 그 온도 조건을 설정하기 어렵고, 소성 공정 중 패널 바깥 표면부터 음극선관의 제일 끝부분인 전자총 부분까지 100℃ 이상으로 온도가 상승하는 음극선관의 고열화((高熱化)를 야기한다. 상기 고열화는 음극선관 특성의 불량을 일으키는 원인이 되며, 도포 물질이 패널 바깥 표면에 완전히 고착된 후에도 다음 단계의 공정을 진행하지 못하고 음극선관이 냉각될 때까지 기다려야 하는 문제점을 야기한다. 더욱이, 음극선관을 급격하게 냉각시킬 경우, 음극선관이 파손될 우려가 있으므로 서냉 작업이 요구되어 소성 공정에 걸리는 시간이 길어지게 된다. 따라서, 이는 음극선관 제조 공정의 효율이 저하하고, 제조 시간이 연장되는 결과를 초래한다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 음극선관 패널 표면 도포 물질에 함유된 화학 물질들의 고유 흡수 파장을 측정하고, 소성 공정 중적외선 방사 장치에 필터를 장착하여 상기 고유 흡수 파장에 해당하는 영역의 파장을 가지는 적외선만을 투과하고 그 이외 영역의 파장을 가지는 적외선을 차폐함로써, 상기 표면 도포 물질의 소성 공정에 의한 음극선관의 고열화를 방지하고자 함이다.
도 1은 물과 섬유질의 투과 스펙트럼을 나타내고,
도 2a는 LS-800 필터의 적외선 투과 영역을 나타내고,
도 2b는 LL-750 필터의 적외선 투과 영역을 나타내고,
도 2c는 RL-2000 필터의 적외선 투과 영역을 나타내고,
도 2d는 RL-4000 필터의 적외선 투과 영역을 나타내고,
도 2e는 RL-7500 필터의 적외선 투과 영역을 나타내고,
도 3은 실시예 1에서의 소성 공정 중 시간 경과에 따른 패널 바깥 표면과 전자총 부분의 온도 변화를 나타내고,
도 4는 실시예 2에서의 소성 공정 중 시간 경과에 따른 패널 바깥 표면과 전자총 부분의 온도 변화를 나타내고,
도 5는 비교예 1에서의 소성 공정 중 시간 경과에 따른 패널 바깥 표면과 전자총 부분의 온도 변화를 나타낸다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
첫째, 본 발명은 적외선 방사 장치와, 상기 장치에서 적외선이 방사되는 부분에 장착되고, 음극선관 패널 표면 도포 물질의 고유 흡수 파장에 해당하는 영역의 파장을 가지는 적외선만을 선택적으로 투과하는 필터(filter)를 포함하는 음극선관 패널 표면 도포 물질의 소성(燒成) 장치를 제공한다.
상기 표면 도포 물질은 실리콘 옥사이드(silicon oxide), 물(H2O) 및/또는 알콜(alcohol)을 함유하는 조성물인 것이 바람직하다.
상기 필터는 상기 실리콘 옥사이드를 소성하는 구역에서 7.5∼15㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 것이 바람직하다.
상기 필터는 물 및/또는 알콜을 소성하는 구역에서 2∼4㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 것이 바람직하다.
상기 필터는 물 및/또는 알콜을 소성하는 구역에서 전(全) 영역의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 것이 더욱 바람직하다.
둘째, 본 발명은 적외선 방사 장치에 필터를 장착하여 음극선관 패널 표면도포 물질의 고유 흡수 파장에 해당하는 영역의 파장을 가지는 적외선을 선택적으로 투과하여 방사하는 과정을 포함하는 음극선관 패널 표면 도포 물질의 소성 방법을 제공한다.
상기 표면 도포 물질은 실리콘 옥사이드, 물 및/또는 알콜을 함유하는 조성물인 것이 바람직하다.
상기 필터는 상기 실리콘 옥사이드를 소성하는 구역에서 7.5∼15㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 것이 바람직하다.
상기 필터는 물 및/또는 알콜을 소성하는 구역에서 2∼4㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 것이 바람직하다.
상기 필터는 물 및/또는 알콜을 소성하는 구역에서 전(全) 영역의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 것이 더욱 바람직하다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
특정 물질의 온도가 상승하여 건조 및 소성되는 과정은 상기 특정 물질이 외부로부터 에너지를 흡수함으로써 이루어지는 것이다.
모든 물질은 그 물질의 구성에 따라 각각 다른 흡수 형태를 가진다. 즉, 모든 물질은 고유의 흡수 파장을 가진다. 예를 들면, 물과 섬유질의 투과 스펙트럼은 도 1에 나타낸 바와 같다. 물의 투과율은 4∼6㎛의 파장을 가지는 적외선에 대해 높고 그 이외 파장을 가지는 적외선에 대해서는 낮다. 투과율이 낮다는 것은 상대적으로 흡수율이 높다는 것을 의미하므로 물의 경우, 3㎛ 및 7∼11㎛의 파장을 가지는 에너지를 잘 흡수한다고 할 수 있다. 즉, 4∼6㎛의 파장을 가지는 에너지가외부로부터 공급되는 경우, 상기 에너지는 물에는 거의 흡수되지 않고 투과되므로 물의 온도 상승에 의한 건조 및 소성은 기대할 수 없게 된다. 만약 물 밑에 4∼6㎛의 파장을 가지는 에너지를 흡수하는 다른 물질층이 있으면, 이 물질층은 물에서 흡수되지 않고 투과된 에너지를 흡수하여 온도가 상승하게 된다.
상기한 점에 착안하여, 본 발명자는 음극선관 패널 표면 도포 물질의 소성 공정에 있어서, 상기 표면 도포 물질과 패널 유리 표면의 온도만을 선택적으로 상승시킬 수 있으면 가장 바람직할 것이라는 결론을 얻었다.
즉, 종래의 소성 공정에서는 열적 특성을 가진 전(全) 영역의 파장을 가지는 적외선을 방사하는 장치를 사용하였다. 따라서, 상기 적외선 중 극히 일부만이 표면 도포 물질의 고유 흡수 파장에 해당하는 영역의 파장을 가지고 상기 표면 도포 물질에 흡수된다. 그 이외 적외선은 표면 도포 물질을 투과하여 음극선관의 패널 유리에 흡수되어 유리 온도를 상승시키고, 전도에 의해 전자총 부분까지 100℃ 이상의 온도에 이르게 하여 전체 음극선관의 고열화를 초래한다.
본 발명에서는 적외선 분광 분석기(IR)를 이용하여 음극선관 패널 바깥 표면에 도포되는 물질이 가지는 고유 흡수 파장을 측정하고 상기 고유 흡수 파장에 해당하는 영역의 파장을 가지는 적외선만을 선택적으로 투과하는 필터를 적외선 방사 장치에 장착하여 상기 표면 도포 물질과 패널 유리의 표면 온도만을 선택적으로 상승시킨다.
일반적으로, 소성 공정에 사용되는 열원(熱源)은 0.76∼1,000㎛의 파장을 가지는 적외선이다. 외광 반사를 방지하기 위한 목적으로 음극선관 패널 표면에 도포되는 실리콘 옥사이드, 물 및/또는 알콜을 함유하는 조성물의 고유 흡수 파장을 측정한 결과, 상기 조성물의 소성을 위해서는 9㎛ 파장에서 흡수 피크를 가지는 -Si-O- 기에 에너지를 공급하는 것이 가장 중요하고, 2∼4㎛ 파장 영역에서 흡수 피크를 가지는 -OH 기에 에너지를 공급하는 것 역시 중요하다는 것을 알 수 있다. 한편, 패널 유리에 에너지가 흡수되지 않기 위해서는 가시 광선과 인접한 영역의 파장을 가지는 근적외선을 차폐하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있다.
따라서, 상기 물 및/또는 알콜을 소성하는 구역에서는 2∼4㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 필터를, 상기 실리콘 옥사이드를 소성하는 구역에서는 7.5∼15㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 현재 2∼6㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 필터를 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 바, 상기 물 및/또는 알콜을 소성하는 구역에서는 2∼6㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 필터를 사용하여도 무방하다. 이는 2∼6㎛ 이외의 파장을 가지는 적외선을 차폐하는 것만으로도 전체 음극선관의 고열화를 충분히 방지할 수 있기 때문이다.
한편, -OH 기는 휘발성이 큰 물 및/또는 알콜에 함유되어 있으므로, 온도가 100℃ 이상에서 일정 시간 동안 유지되면 자연히 제거되므로, 물 및/또는 알콜을 소성하는 구역에서는 필터를 사용하지 않음으로써 전 영역의 파장을 가지는 적외선을 방사하고, 실리콘 옥사이드를 소성하는 구역에서는 7.5∼15㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 필터를 장착하는 것이 더욱 바람직하다.
[실시예]
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 구성 및 효과를 설명하기 위한 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
프리오트랜스퍼 적외선 분광 분석기(FT-IR)를 이용하여 에틸 실리케이트, 물 및 알콜을 함유하는 조성물 내 화학 물질들이 가지는 고유 흡수 파장을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure pat00012
음극선관 패널 바깥 표면에 도포된 상기 조성물을 소성하기 위하여 원적외선 세라믹스 히터를 사용하였다. 또한 일본 코리온(Corion)사에서 제조한 특정 영역의 파장을 가지는 적외선을 투과하고 그 이외 영역의 파장을 가지는 적외선을 차폐하는 필터를 사용하였다. 각 필터는 상이한 투과 특성을 나타내는 바, 각 필터의 투과 특성은 하기한 표 2와 같다.
Figure pat00013
상기 표 1과 상기 표 2로부터, 소성로의 전단에 위치한 히터에는 2∼6㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 RL-2000 필터를, 소성로의 후단에 위치한 히터에는 7.5∼15㎛의 파장을 가지는 적외선을 투과하는 RL-7500 필터를 장착하였다.
상기 히터들이 연속적으로 설치되어 있는 소성로를 10개 구역으로 구분하였을 때, 상기 "소성로의 전단"은 음극선관이 처음 투입되는 지점을 기준으로 첫 번째∼세 번째 구역을, 상기 "소성로의 후단"은 네 번째∼열 번째 구역을 가리키는 것이다.
2시간 동안 소성한 후, 패널 바깥 표면의 온도와 전자총 부분의 온도를 측정하였다. 그 결과는 도 3에 나타낸 바와 같다. 즉, 음극선관 패널 바깥 표면의 온도는 최고 약 150℃로 유지되고, 이때 전자총 부분의 온도는 약 85℃였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서, 소성로의 전단에 위치한 히터에는 필터를 장착하지 않고, 소성로의 후단에 위치한 히터에는 7.5∼15㎛ 파장 영역에서 투과 특성을 가지는 RL-7500 필터를 장착하였다. 2시간 동안 소성한 후, 음극선관 패널 바깥 표면의 온도와 전자총 부분의 온도를 측정하였다. 그 결과는 도 4에 나타낸 바와 같다. 즉, 음극선관 바깥 표면의 온도는 최고 약 120℃로 유지되고, 이때 전자총 부분의 온도는 약 40℃였다.
[비교예 1]
음극선관 패널 바깥 표면에 도포된 에틸 실리케이트, 물 및 알콜을 함유하는 조성물을 원적외선 세라믹스 히터를 사용하여 약 2시간 20분간 소성한 후, 음극선관 패널 바깥 표면의 온도와 전자총 부분의 온도를 측정하였다. 그 결과는 도 5에 나타낸 바와 같다. 즉, 음극선관 패널의 바깥 표면의 온도는 최고 230℃ 이상에서 약 20분간 유지되고, 이때 전자총 부분의 온도는 약 100℃였다.
상기 실시예 및 비교예의 결과를 비교하면, 실시예 1은 비교예에 비해 패널 부분의 온도가 약 100℃ 저하되었고 전자총 부분의 온도는 약 20℃ 저하되었다. 실시예 2는 비교예에 비해 패널 부분의 온도가 약 130℃ 저하되었고 전자총 부분의 온도는 약 60℃ 저하되었다.
패널 부분에 비해 전자총 부분에서 온도 저하 폭이 작은 것은 음극선관 유리의 온도 전도성에 기인하는 것으로 보인다.
따라서, 음극선관 패널 표면 도포 물질의 소성 공정의 전(全) 단계 또는 일부 단계에서 특정 영역의 파장을 가지는 적외선을 선택적으로 투과하는 필터를 적외선 방사 장치에 장착하고 소성한 결과, 상기 표면 도포 물질의 건조 및 소성에 필요한 영역의 파장을 가지는 에너지만을 공급받고, 그 이외 영역의 파장을 가지는에너지는 차폐됨으로써 전체 음극선관의 온도가 저하되었고, 특히 패널 부분과 전자총 부분의 온도가 저하하여 종래의 소성 공정에 의한 음극선관의 고열화를 방지할 수 있었다.
본 발명에 따른 음극선관 패널 표면 도포 물질의 소성 장치 및 방법을 이용하면, 상기 표면 도포 물질의 고유 흡수 파장에 해당하는 영역의 파장을 가지는 적외선만을 투과하고 그 이외 영역의 파장을 가지는 적외선을 차폐함으로써, 표면 도포 물질의 소성 공정에 의한 음극선관의 고열화를 방지하여 음극선관 특성 불량의 원인을 제거할 수 있고 상기 소성 공정에 걸리는 시간을 단축시켜 음극선관 제조 공정의 효율성을 제고할 수 있다.

Claims (4)

  1. 적외선 방사 장치와;
    상기 적외선 방사 장치 내 적외선이 방사되는 부분에 위치하고, 7.5～15 ㎛의 파장 및 2～4 ㎛의 파장을 투과하는 필터가 구비된 음극선관 패널 표면 도포 물질의 소성 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 표면 도포 물질이 실리콘 옥사이드(silicon oxide), 물(H2O) 및 알콜(alcohol)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소성 장치.
  3. 음극선관 패널 바깥 표면에 에틸 실리케이트, 물 및 알콜을 포함하는 조성물을 도포하는 단계,
    상기 음극선관 패널 바깥 표면에 도포된 조성물을 소성하기 위해 적외선 방사 장치 내 적외선이 방사되는 부분에 7.5～15 ㎛의 파장 및 2～4 ㎛의 파장을 투과하는 필터가 구비된 소성 장치를 제공하는 단계, 및
    상기 소성 장치를 이용하여 음극선관 패널 바깥 표면을 가열하는 단계를 포함하는 음극선관 패널 표면 도포 물질의 소성 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 표면 도포 물질이 실리콘 옥사이드(silicon oxide),물(H2O) 및 알콜(alcohol)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소성 방법.
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