KR100529912B1 - 브라운관 세정장치 및 그 세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브라운관 세정장치 및 그 세정방법에 관한 것으로서, 넥 내부 및 외부에 각각 하나 이상의 전극이 구비된 브라운관과; 상기 브라운관의 넥 내부로 방전가스와 반응성가스를 주입하는 가스공급 유니트와; 상기 가스가 주입된 브라운관의 전극에 고주파 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 전원공급 유니트를 포함하여 구성됨에 따라, 넥 표면에 형성되는 정전압 전위를 균일하고 안정되게 유지시켜 화상의 선명도를 향상시킬 수 있다.

Description

브라운관 세정장치 및 그 세정방법{Cleaning device and method of the CRT}

본 발명은 브라운관 세정장치 및 그 세정방법에 관한 것으로서, 넥부의 복잡한 형상에도 높은 청정도를 가지는 세정작업이 가능하도록 대기압하에서 플라즈마를 생성하고, 상기 플라즈마를 이용하여 브라운관의 넥부를 세정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

상기 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube)은 텔레비전뿐만 아니라 사람의 눈으로 볼 수 있는 형태로 영상을 구현하는 모든 디스플레이 장치에서 이용되는 것으로서, 영상 정보를 내장하는 전기신호를 전자빔의 작용에 의해 영상이나 도형, 문자 등의 광학적인 영상으로 변환하여 표시한다.

상기 전자빔을 방출하는 R,G,B 3개의 전자총은 넥(Neck) 부분에 위치하고, 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광체가 도포된 패널을 주사함으로써 빛이 발광되는 것이다. 여기서, 상기 넥(Neck)은 직경 약 36mm를 가지며, 조립된 3개의 전자총을 소정의 위치에 맞추어 밀봉된다.

즉, 상기 넥부는 전자빔을 방출하는 전자총이 장전되고, 상기 전자빔 방출을 위한 높은 전압이 인가되는 부위이기 때문에 내장 흑연의 단부 부근에 전계 집중이 일어나지 않도록 극히 청정한 내표면을 갖는 것이 요구된다.

이러한 넥부에 사용되는 관은 일반적으로 유리관을 절단한 후, 그 일단을 가열하고, 플레어장에 확경 가공함으로써 제조된다. 그러나 이러한 가공공정 중에 유리가루, 공장내의 미진, 오일 미스트, 던볼 케이스 등으로부터 생기는 미립자상, 섬유상, 또는 극히 얇은 막상의 오염물질이 상기 넥 관의 표면 내외로 부착될 수 있다.

종래의 경우 상기 넥부의 내면에 부착된 오염물질을 제거하기 위하여 알카리성을 갖는 세제를 사용하는 세정방법, 초산 스펀지를 이용한 세정방법, 고압의 에어를 사용한 제진장치 등을 적용하였다.

그러나, 종래에 제시된 브라운관 세정방법은 넥부 형상이 원뿔형태로 복잡하고, 그 넥관의 직경이 좁고, 유리재질로 인해 취급이 용이하지 않다는 구조적 문제점으로 인해 높은 청정도 수준을 기대할 수 없었다.

더욱이, 종래의 세정공정 이후에도 넥 표면에 미세한 오염물질이 잔존하게 되고, 이러한 오염물질로 인해 전계 집중 및 전자빔의 궤도 변화를 야기시키기 때문에 형광면을 주사하는 3개의 전자빔의 경로를 방해하였다.

도 1은 종래의 넥부 세정방법에 의해 세정된 브라운관의 전자빔 드래프트(draft)를 측정한 것이다. 도시된 그래프(G1,G2,G3)는 3개의 전자총으로부터 방출되는 전자빔에 해당하며, 시간에 따른 컨버전스를 표시하였다. Y축 0부근에 상기 3개의 그래프(G1,G2,G3)가 집중될수록 좋은 화상이 표시될 수 있다.

그러나 도 1에서는 상기 3개 전자빔(G1,G2,G3)의 형광체로의 집중을 방해함으로써 컨버젼스 드리프트(Convergence Drift) 문제를 발생시키고, 이에 따라 전자총에서 발생된 전자빔의 예정방향이 변화되어 화상재현의 선명도가 떨어진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 넥부의 복잡한 형상에도 높은 청정도를 가지는 세정작업이 가능하도록 대기압하에서 플라즈마를 생성하고, 상기 플라즈마를 이용하여 브라운관의 넥부를 세정함으로써 넥면에 형성되는 정전압 전위를 균일하고 안정되게 유지시켜 화상의 선명도를 향상시킬 수 있는 브라운관 세정장치 및 그 세정방법을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 브라운관 세정장치는, 넥 내부 및 외부에 각각 하나 이상의 전극이 구비된 브라운관과; 상기 브라운관의 넥 내부로 방전가스와 반응성가스를 주입하는 가스공급 유니트와; 상기 가스가 주입된 브라운관의 전극에 고주파 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 전원공급 유니트로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 브라운관 세정방법은 넥 내부 및 외부에 각각 하나 이상의 전극을 포함하는 브라운관의 넥 부분을 세정하는 방법에 있어서, 상기 브라운관의 넥 내부로 반응성가스가 주입되는 제 1 단계; 상기 가스가 주입된 브라운관의 전극에 고주파 전원이 인가되어 플라즈마가 발생되는 제 2 단계; 상기 발생된 플라즈마와 상기 브라운관의 넥 표면의 이물질이 반응하는 제 3 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 브라운관 세정장치 및 그 세정방법을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 플라즈마를 이용한 세정장치에 관한 것인데, 상기 플라즈마는 전기적인 방전으로 인해 생기는 전하를 띤 양이온과 전자들의 집단을 의미한다. 플라즈마 상태란 기체가 큰 에너지를 받아 이온화됨으로써 전체적으로는 전기적인 중성을 띄는 것으로서, 형광등, 네온사인 등과 같은 조명등에 이용되는 예를 접할 수 있다.

이러한 플라즈마 상태를 만들기 위해서는 고전원이 인가되어야 하는데, 본 발명에서는 RF(13.56 MHz) 또는 마이크로웨이브(2450 MHz)의 주파수를 가지는 전원을 인가하고, 방전가스 및 반응성가스를 주입함으로써 플라즈마 방전을 유도한다.즉, 본 발명은 플라즈마 방전을 일으켜 상기 플라즈마와 넥 표면에 존재하는 이물을 반응시킴으로써 넥 표면을 세정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

도 2를 참조하여 본 발명의 브라운관 세정장치의 구성을 살펴보면, 넥부(30) 내면/외면에 각각 위치한 내부전극(50) 및 외부전극(60)과, 플라즈마를 발생시키도록 상기 내부전극(50) 및 외부전극(60)에 고주파 전원을 인가시키는 전원공급 유니트(10, 20)와, 방전가스 및 반응성가스를 주입할 수 있는 가스공급 유니트(40)와, 가스가 배기되는 가스배기로(45)를 구비한 가스배기 유니트를 포함하여 이루어진다.

상기 전원공급 유니트는 전원부(10)와 매칭부(20)를 포함하여 구성되며, 상기 전원부(10)는 RF(13.56 MHz) 또는 마이크로웨이브(2450MHz)의 주파수를 갖는 고주파 전원을 상기 내부전극(50) 및 상기 외부전극(60)으로 인가시킨다. 상기 RF 또는 마이크로웨이브는 둘 다 플라즈마 방전을 위해 요구되는 고압전원을 공급하는데, 상대적으로 상기 마이크로웨이브가 더 높은 온도에서 플라즈마 방전을 유도한다.

상기 매칭부(20)는 상기 전원부(10)와 넥부(30) 사이에 설치되어, 진행파를 최대로 하고 반사파를 최소화한다.

상기 넥부(30)의 내면에 형성되는 내부전극(50)과 외면에 형성되는 외부전극(60)은 상기 전원부(10)와 연결되어 고전원을 인가받는다. 상기 내부전극(50)은 전기전도도, 방열 효과가 양호한 구리 파이프를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 넥(30) 내부에 가스가 주입될 수 있도록 파이프(관) 형태로 제작한다. 이를 위해 상기 내부전극(50)에는 Φ2mm인 다수의 천공(90)이 형성된다.

이때, 상기 넥(30) 내부로 주입되는 가스는 매스 플로우 미터 또는 볼 파라미터를 사용하여 주입량이 조절될 수 있으며, 일정량이 상기 천공(90)을 통해 넥(30) 내부로 주입된다. 방전가스로는 헬륨, 아르곤, 질소 등이 이용되며, 반응성가스로는 미량의 산소와 CF4(CARBON FLUORIDE)를 사용할 수 있다.

이때, 상기 방전가스는 분당 1~20L로 주입될 수 있으며, 상기 반응성가스 중 산호는 분당 0~20L, CF4는 분당 0~500cc가 주입되는 것이 바람직하다.

외부전극(60)은 구리 재질의 파이프 또는 박판 형태로서 상기 넥부(30) 외면을 감싸는 형태로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 내부전극(50)과 넥 내면사이의 거리가 일정하게 유지되도록 하부절연체(70) 및 상부절연체(80)가 삽입된다. 상기 절연체로는 테프론을 사용하고 특히, 상기 하부절연체(70)에는 플라즈마가 이물과 반응함으로써 생성되는 생성가스의 배기를 위한 홀을 설치하고, 호스를 연결하였다. 이러한 홀을 가스배기구(45)라 한다. 또한, 상기 생성가스의 배기시 밸브(미도시)를 통해 배기량을 조절할 수 있다.

상기 전원부(10)에 의한 고전원이 상기 전극(50, 60)에 인가됨에 따라 상기 전극 사이에 형성되는 플라즈마는 자외선, 원자나 분자상의 라디칼, 이온 등을 발생시켜 상기 넥(30) 표면에 잔존하는 이물과 반응을 일으킨다. 이로써 넥(30)부 표면의 세정이 이루어진다.

이때, 상기 가스배기구(45)는 플라즈마에 의해 세정이 수행됨에 따라 생성되는 생성가스의 농도가 넥(30)내부에서 증가함에 따라, 이물이 재흡착되는 현상을 방지하기 위함이다.

이와 같이 구성되는 브라운관 세정장치를 사용하여 플라즈마 방전을 통한 넥부 표면을 세정하는 공정방법을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

브라운관의 넥 내부로 내부전극, 하부절연체 및 상부절연체가 삽입되고, 상기 넥 외부에는 외부전극이 형성된다. 상기 절연체(7, 8)는 내부전극과 넥부 내면이 일정거리만큼 이격되도록 하는 것으로서, 이격거리는 약 5mm이다.(S1)

삽입 후 방전가스(헬륨:분당 5리터) 및 반응성가스(분당 100cc)가 내부전극에 형성된 다수의 천공(90)을 관통하여 넥부 내면으로 주입되고(S2), 전원부를 통하여 RF 또는 마이크로웨이브 주파수를 갖는 고전원이 인가된다(S3). 이로 인해 플라즈마가 발생되며, 상기 전력공급부에서 공급되는 전력을 증가시킴으로써 플라즈마 밀도가 증가하게 된다.(S4)

이렇게 생성되는 플라즈마에는 방사되는 자외선, 원자나 분자상의 라디칼, 이온이 발생되며, 이것이 넥부 표면의 이물과 반응하여 세정이 이루어지는 것이다.(S5)

이렇게 플라즈마에 의한 이물과의 반응이 지속됨에 따라 생성된 가스의 농도가 증가하면, 이물이 상기 넥부 표면에 재흡착될 수 있는데 이를 방지하기 위해 가스배기구를 통해 생성된 가스를 배출시킨다. 상기 가스 배출량은 밸브에 의해 조절될 수 있다. (S6)

도 4는 본 발명에 제시된 장치를 사용하여 넥부를 세정한 브라운관의 전자빔의 드리프트(drift)를 측정한 것으로 도 1과 비교하여 각 전자빔 경로가 도시된 그래프(G1',G2',G3')의 편차가 적다는 것을 알 수 있다.

즉, 플라즈마 처리를 하는 경우, 넥부에 형성되는 정전압 전위를 안정시키고, 전자빔의 편향을 막을 수 있어 브라운관의 정밀한 화상재현이 가능하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 브라운관 세정장치 및 그 세정방법에 관해 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 당업자에 의해 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 브라운관 세정장치 및 그 세정방법은 플라즈마 방전을 이용하여 어떠한 구조의 넥이라도 표면의 이물을 세정할 수 있으므로 높은 수준의 청정 세정이 가능할 뿐만 아니라, 상기 넥부 표면의 이물질 제거로 인해 전자총의 넥부에 형성되는 정전압 전위를 안정시켜 브라운관을 통한 화상재현의 선명도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 브라운관 세정장치 및 그 세정방법은 전원공급 유니트가 RF 주파수를 갖는 전원을 공급하여 RF 방전을 실행하는 경우에는, 전극의 침식이 방지되어 브라운관 세정장치의 수명이 늘어나고, 금속 증기에 의한 플라즈마의 오염이 방지되어 세정효과가 상승되는 이점이 있다.또한, 본 발명에 따른 브라운관 세정장치 및 그 세정방법은 전원공급 유니트가 마이크로파 주파수를 갖는 전원을 공급하여 마이크로파 방전을 실행하는 경우에는, 브라운관 넥부가 마이크로파의 전자계의 영향을 받지 않아 넥부 손상이 방지되고, 방전 장치, 처리실 및 처리 공정이 단순하여 작업 대상 및 환경에 따라 용이하게 변경되어 사용될 수 있고, 고밀도의 플라즈마가 생성되어 세정 효율이 상승되는 이점이 있다.

도 1 은 종래의 세정방법이 적용된 브라운관 넥부의 전자빔 드리프트 그래프,

도 2 는 본 발명에 의한 브라운관 세정장치의 정단면도,

도 3 은 본 발명에 의한 브라운관 세정방법에 관한 순서도,

도 4 는 본 발명의 세정방법이 적용된 브라운관 넥부의 전자빔 드리프트 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10:전원부 20:매칭부

30:넥 40:가스공급 유니트

45:가스배기로 50:내부전극

60:외부전극 70:하부절연체

80:상부절연체 90:천공

Claims (14)

1. 넥 내부 및 외부에 각각 하나 이상의 전극을 포함하는 브라운관의 넥 부분을 세정하는 방법에 있어서,

   상기 브라운관의 넥 내부로 반응성가스가 주입되는 제 1 단계;

   상기 가스가 주입된 브라운관의 전극에 고주파 전원이 인가되어 플라즈마가 발생되는 제 2 단계;

   상기 발생된 플라즈마와 상기 브라운관의 넥 표면의 이물질이 반응하는 제 3 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 브라운관 세정방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 단계는 방전가스로서 이용되는 헬륨, 아르곤 또는 질소와, 반응성가스로서 이용되는 산소 또는 CF4가 다음의 분당 주입량을 가지면서 주입되는 것을 특징으로 하는 브라운관 세정방법.

   분당 주입량:

   헬륨, 아르곤, 질소 : 1~20 L,

   산소 : 20 L 이내,

   CF4 : 500 cc 이내.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 단계는 대기압하에서 RF(radio frequency) 또는 마이크로 웨이브의 주파수를 가지는 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 브라운관 세정방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 브라운관 세정방법은 상기 플라즈마가 넥 표면의 이물과 반응함으로써 생성된 생성가스가 외부로 배출되는 제 4 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 브라운관 세정방법.
5. 넥 내부 및 외부에 각각 하나 이상의 전극이 구비된 브라운관과;

   상기 브라운관의 넥 내부로 방전가스와 반응성가스를 주입하는 가스공급 유니트와;

   상기 가스가 주입된 브라운관의 전극에 고주파 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 전원공급 유니트로 이루어진 것을 특징으로 하는 브라운관 세정장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 브라운관에 구비된 각 전극은 상기 넥 내면에 이격되게 형성된 하나 이상의 내부전극과, 상기 넥 외면에 형성된 하나 이상의 외부전극인 것을 특징으로 하는 브라운관 세정장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 가스공급 유니트는 넥 내부에 삽입되고, 외벽에 다수의 천공이 형성되어, 상기 방전가스와 반응성가스가 유동되는 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운관 세정장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 내부전극들은 상기 파이프의 외곽을 감싸도록 설치된 것을 특징으로 하는 브라운관 세정장치.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 외부전극들은 상기 넥 외면을 이격되게 감싸도록 설치되는 것을 특징으로 하는 브라운관 세정장치.
10. 제 5 항에 있어서,

    상기 전원공급 유니트는 상기 넥 내부로 인가되는 진행파가 최대가 되도록 하면서 상기 플라즈마 방전에 의한 반사파가 최소가 되도록 하는 매칭부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 브라운관 세정장치.
11. 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 브라운관 세정장치는 플라즈마가 넥 표면의 이물과 반응하여 생성된 생성가스를 외부로 배출시키는 가스배기 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운관 세정장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 브라운관 세정장치는 상기 내부전극들이 상기 내면과의 이격거리를 유지하도록 상기 넥 양측에 각각 삽입되는 상부절연체 및 하부절연체를 더 포함하는것을 특징으로 하는 브라운관 세정장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 가스배기 유니트는 상기 하부절연체에 형성되어, 상기 생성가스가 배출되는 가스배기로를 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운관 세정장치.
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 가스배기 유니트는 상기 생성가스의 배출량을 조절하는 조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운관 세정장치.