KR100831003B1 - 열전사 장치 및 이를 이용한 모노크롬 음극선관의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

페이스 패널의 화면부 내면에 형광 스크린을 제작하기 위한 열전사 장치 및 이를 이용한 모노크롬 음극선관의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 의한 모노크롬 음극선관의 제조 방법은 화면부 및 스커트부를 구비하는 페이스 패널과, 넥크부와 연결된 펀넬을 각각 분리형으로 제조하는 단계와; 전사 시트의 일면에 단색의 형광막을 유효면 크기로 인쇄하는 단계와; 흡착부와 가열 압착부를 포함하는 열전사 장치를 준비하는 단계와; 흡착부를 가동하여 형광막이 인쇄되지 않은 전사 시트의 뒷면을 흡착하고, 전사 시트를 이동시켜 형광막을 화면부 내면에 접촉시키는 단계와; 가열 압착부를 통해 전사 시트를 가열 압착하여 형광막을 화면부 내면으로 열전사하는 단계와; 페이스 패널과 펀넬을 접합하여 벌브를 제조하는 단계를 포함한다.

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Description

열전사 장치 및 이를 이용한 모노크롬 음극선관의 제조 방법 {HEAT TRANSFER DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF MONOCHROME CATHODE RAY TUBE USING THE HEAT TRANSFER DEVICE}

도 1은 본 발명에 의한 모노크롬 음극선관 제조 방법의 공정 순서도.

도 2∼도 4, 도 7∼도 9 및 도 11은 본 발명에 의한 모노크롬 음극선관의 제조 방법을 설명하기 위한 각 단계에서의 개략도.

도 5는 본 발명에 의한 열전사 장치의 개략도.

도 6은 도 5에 도시한 프레임의 저면도.

도 10은 본 발명의 열전사 방법에 의한 형광 스크린의 전자 현미경 사진.

도 12는 종래 기술에 의한 모노크롬 음극선관의 단면도.

도 13은 종래의 자연 침강법에 의한 형광 스크린의 전자 현미경 사진.

본 발명은 단색의 영상을 구현하는 모노크롬 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페이스 패널의 화면부 내면에 형광 스크린을 형성하는 열전사 장치 및 이를 이용한 모노크롬 음극선관의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관을 이용하여 대화면 영상을 구현하는 프로젝션 시스템은 녹, 청, 적 단색의 영상을 구현하는 3개의 모노크롬(monochrome) 음극선관과, 각자의 모노크롬 음극선관이 구현한 단색의 영상들을 프로젝션 스크린으로 확대 투사하여 칼라 영상으로 합성하는 광학 렌즈계를 주요 구성으로 한다.

상기한 모노크롬 음극선관은 통상의 칼라 음극선관과 달리 페이스 패널 내면 전체에 단색의 형광 스크린을 형성하는데, 모노크롬 음극선관은 투사관의 특성상 페이스 패널의 화면부가 볼록 렌즈 기능을 수행하도록 화면부 내면이 전자총을 향하여 대략 350∼600 mm의 곡률 반경을 갖는 구면으로 제작된다.

그리고 페이스 패널과 펀넬을 일체로 접합시킨 상태에서 페이스 패널의 화면부에 형광 스크린을 형성하는데, 현재까지의 기술은 스크린 인쇄나 열전사와 같은 공지의 스크린 공법을 적용하지 못하고, 자연 침강법을 이용하여 형광 스크린을 제작하게 된다. 도 12를 참고로 종래 기술에 의한 모노크롬 음극선관의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 페이스 패널(1)과 펀넬(3)을 각각 제작하고, 열을 이용하여 페이스 패널(1)과 펀넬(3)의 가장자리를 용해시켜 실링(sealing)하는 것으로 벌브(5)를 제작한다. 그리고 형광 스크린(7) 제작을 위한 형광체 현탁액을 제조한다.

통상적으로 자연 침강법에 사용되는 형광체 현탁액은 형광체 0.4 중량%와, 순수 88 중량%와, 28% 농도의 물유리(K₂OㆍSiO₂)원액을 11.6 중량% 첨가한 현탁액 25 중량%와, 순수에 99% 농도의 바륨아세테이트를 0,08 중량%를 용해시킨 큐손액 75 중량%와 기타 첨가제 등으로 이루어진다.

상기한 조성의 형광체 현탁액을 큐손액에 들어있는 벌브(5) 내부에 소정량 투입하여 페이스 패널(1) 내면에 형광체를 침전시키며, 형광체 침전은 공정 조건마다 다소 차이가 있을 수 있으나, 대략 8∼13분 정도의 시간이 소요된다. 그리고 형광체 침전이 완료되면 벌브(5)를 기울여 형광체 현탁액 중의 상등액을 배액한 후, 벌브(5) 내부를 건조시켜 형광 스크린(7)을 완성한다.

그러나 상기한 자연 침강법은 형광체 현탁액 속에서 형광체 중력에 의해 형광체가 침전되므로, 형광체 충진에 필요한 외력이 작아 형광체의 충진밀도가 떨어지는 단점이 있다. 도 13은 자연 침강법으로 제작된 형광 스크린의 전자 현미경 사진으로서, 형광막 내부에 공극이 생기는 등, 충진밀도가 떨어지며, 표면이 거친 상태로 존재함을 알 수 있다.

이와 같이 자연 침강법으로 제작된 형광 스크린(7)은 충진밀도가 낮고 표면이 거칠기 때문에, 알루미늄 반사막이 고르게 형성되지 못하고, 장시간 사용시 형광체가 열화(burning)되는 경향을 나타낸다. 그 결과 종래의 모노크롬 음극선관은 수명특성과 화질특성이 저하되며, 휘도와 해상도를 높이는데 기술적인 한계를 갖는다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 페이스 패널과 펀넬을 분리 제작하여 형광 스크린 제작에 있어서 종래의 자연 침강법을 대신하여 인쇄공법 등의 실현을 가능하게 하며, 그 결과 형광체의 충진밀 도를 높이고 표면 거칠기를 완화하여 형광 스크린의 막품질을 향상시키는 모노크롬 음극선관의 제조 방법 및 이를 제조하기 위한 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

페이스 패널과 펀넬을 각각 제조하는 단계와, 전사 시트의 일면에 단색의 형광막을 유효면 크기로 인쇄하는 단계와, 흡착부와 가열 압착부를 포함하는 열전사 장치를 준비하는 단계와, 흡착부를 가동하여 형광막이 인쇄되지 않은 전사 시트의 뒷면을 흡착하고, 전사 시트를 이동시켜 형광막을 화면부 내면에 접촉시키는 단계와, 가열 압착부를 통해 전사 시트를 가열 압착하여 형광막을 화면부 내면으로 열전사하는 단계와, 페이스 패널과 펀넬을 접합하여 벌브를 제조하는 단계를 포함하는 모노크롬 음극선관의 제조 방법을 제공한다.

또한 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

진공 장치와 연결된 내부 공간을 갖는 프레임 및 프레임 하단에 설치되면서 다수의 흡입구를 갖는 흡입판을 구비하여 진공 장치 가동에 의해 흡입판 하단으로 전사 필름을 흡착하는 흡착부와, 전사 필름에 열을 전달하는 가열 프레임 및 가열 프레임을 화면부 방향으로 압착시키는 압착부를 구비하여 전사 필름에 인쇄된 형광막을 화면부로 열전사하는 가열 압착부를 포함하는 열전사 장치를 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모노크롬 음극선관의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 2∼도 4, 도 7∼도 9 및 도 11은 본 실시예에 따른 모노크롬 음극선관의 제조 방법을 설명하기 위한 각 단계에서의 개략도이다.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이 화면부(2a)를 구비하는 페이스 패널(2)과, 넥크부(4)를 구비하는 펀넬(6)을 각각 제작한다. 상기 페이스 패널(2)은 화면부와(2a), 화면부(2a)의 네 가장자리에 위치하여 펀넬(6)과 접합되는 스커트부(2b)로 구성되며, 상기 화면부(2a)는 볼록 렌즈 기능을 갖도록 내면이 넥크부(4)를 향해 볼록한 곡률을 형성하면서 외면은 평탄하게 이루어진다.

그리고 페이스 패널(2)과 펀넬(6)을 접합하기 이전 단계에서, 다음에 설명하는 열전사 장치와 열전사 공법을 이용하여 페이스 패널(2)의 화면부(2a) 내면에 형광 스크린을 형성한다.

이를 위해 도 3에 도시한 바와 같이 이형제(8)가 코팅된 장방형의 전사 시트(10)를 준비하고, 이형제(8) 표면에 일례로 실크 스크린 인쇄기(미도시)를 이용하여 단색의 형광체 페이스트를 대략 10∼20 ㎛ 두께로 인쇄하여 형광막(12)을 형성한다.

이 때 사용되는 형광체 페이스트는 솔벤트류 36%와, 1% 미만의 무기성분을 포함하는 바인더 외 64%와, 일부 실란(silane)계의 유기 커플링제가 함유된 폴리아크릴레이트(polyacrylate)계의 수지를 주성분으로 하며, 형광체는 종래의 자연 침강법에 사용되는 형광체보다 입경이 작은 소립자 형광체, 즉 6∼10 ㎛의 직경을 갖는 소립자 형광체를 사용한다.

상기 전사 시트(10)는 페이스 패널(2)의 화면부(2a)와 동일 또는 유사한 크 기로 제작되어 형광막(12)이 전사 시트(10) 위에서 화면부(2a)의 유효면(전자빔을 주사받아 실질적으로 화면이 구현되는 영역)과 동일한 크기로 형성되도록 하며, 전사 시트(10)는 이후의 열전사 과정에서 화면부(2a)의 내면 곡률에 맞게 휘어질 수 있도록 일례로 공지의 비닐수지계와 같은 플랙서블한 재질로 이루어진다.

한편, 전사 시트(10)는 단판식으로 이루어지는 것 이외에 도 4에 도시한 바와 같이 제1, 2 롤(14a, 14b)에 감겨 이동하는 전사 필름(16)으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1, 2 롤(14a, 14b) 사이에서 평행하게 이동하는 전사 필름(16) 표면에 적어도 하나 이상의 형광막(12)을 나란히 인쇄하며, 형광막(12)의 인쇄 과정은 전술한 전사 시트(10)의 경우와 동일하다.

상기한 전사 필름(16)은 일례로 폴리염화비닐 수지계, 우레탄 수지계, 코콜리머 수지계 등의 재질로서, 형광막(12)이 인쇄되는 일면에 이형제(미도시)를 구비하며, 필름의 특성상 이후의 열전사 과정에서 화면부(2a)의 내면 곡률에 맞게 용이하게 변형될 수 있다. 이같은 전사 필름(16)은 이후의 열전사 과정에서 전사 필름(16)을 이동시키는 것에 의해 연속 공정을 가능하게 한다.

다음으로 도 5에 도시한 바와 같이 열전사 장치를 준비한다. 상기 열전사 장치는 전술한 전사 시트(10) 또는 전사 필름(16)을 흡착하여 화면부(2a) 내면으로 이동시키는 흡착부(18)와, 화면부(2a)에 위치한 전사 시트(10) 또는 전사 필름(16)을 가열 압착하여 형광막(12)을 열전사시키는 가열 압착부(20)로 이루어진다.

보다 구체적으로, 상기 흡착부(18)는 내부 공간을 갖는 프레임(22)과, 진공 장치(24)와 프레임(22) 내부를 연결하여 프레임(22) 내부를 배기시키는 배기관(26) 과, 프레임(22) 하단에서 화면부(2a)의 내면과 동일한 곡면으로 형성되면서 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 다수의 미세한 흡입구(28a)를 구비하는 흡입판(28)을 포함한다.

이로서 상기 흡착부(18)는 진공 장치(24) 가동시 프레임(22) 내부가 배기되면서 흡입판(28)의 흡입구(28a)를 통해 전사 시트(10) 또는 전사 필름(16)을 흡착하고, 흡착한 전사 시트(10) 또는 전사 필름(16)을 화면부(2a) 내면으로 이동시킨다. 이 때, 흡착된 전사 시트(10) 또는 전사 필름(16)은 흡입판(28)의 곡률을 따라 변형된다.

그리고 상기 가열 압착부(20)는 전사 시트(10) 또는 전사 필름(16)에 열을 전달하는 가열 프레임(30)과, 가열 프레임(30)을 화면부(2a) 방향으로 압착시키는 압착부(32)를 포함하며, 화면부(2a)와 마주하는 가열 프레임(30) 하단은 화면부(2a)의 내면과 동일한 곡면으로 형성된다.

상기한 구성의 열전사 장치를 이용하여 일례로 전사 시트(10)에 인쇄된 형광막(12)을 화면부(2a) 내면으로 열전사하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 7에 도시한 바와 같이 흡입부(18)의 진공 장치(24)를 가동하여 형광막(12)이 인쇄되지 않은 전사 시트(10)의 뒷면을 흡입판(28)으로 흡착하고, 흡착된 전사 시트(10)를 페이스 패널(2) 내부로 이동시켜 전사 시트(10)에 인쇄된 형광막(12)이 화면부(2a) 내면과 마주하도록 배치한다.

그리고 흡입부(18)를 하강시켜 전사 시트(10)에 인쇄된 형광막(12)이 화면부(2a) 내면과 접촉하도록 한 다음, 흡입부(18)의 진공 장치(24)를 해제하여 도 8에 도시한 바와 같이 전사 시트(10)로부터 흡입부(18)를 제거한다.

이어서 도 9에 도시한 바와 같이 전사 시트(10) 위에 가열 압착부(20)를 위치시킨 후, 대략 50∼150 ℃의 온도와 0.5∼2.0 Kgf/cm²의 압력으로 전사 시트(10)를 가압하면, 전사 시트(10)에 인쇄된 형광막(12)이 화면부(2a) 내면으로 열전사되어 도 11에 도시한 형광 스크린(34)으로 완성된다.

이 과정에서 전사 시트(10)는 흡입판(28)의 곡면 형상에 의해 화면부(2a)의 내면 형상과 동일하게 변형되어 형광막(12)이 화면부(2a) 내면과 균일하게 접촉하도록 하며, 가열 프레임(30) 하단의 곡면 형상에 의해 전사 시트(10)의 전영역에서 균일한 압력을 제공받아 열전사가 균일하게 이루어지도록 한다.

도 10은 본 실시예에 의한 열전사 공법으로 제작된 형광 스크린의 전자 현미경 사진으로서, 형광체들이 치밀하게 형성되어 충진밀도가 높고, 표면 거칠기가 완화되어 실질적으로 평탄한 표면을 이루고 있음을 확인할 수 있다.

또한, 종래의 자연 침강법으로 제작된 형광 스크린은 칼라별로 두께 차이가 있으나, 대략 20∼30 ㎛의 두께로 형성되고, 형광체의 입경이 7 ㎛ 이하의 형광체 적용의 경우, 침전시간이 길며 충진밀도가 저하되는 문제점이 나타나는 반면, 본 실시예에 의한 형광 스크린(34)은 형광체 입경에 대한 제약 없이 형성 가능하므로 충진밀도가 높고, 형광막 표면이 균일한 10∼20 ㎛ 정도의 보다 얇은 형광 스크린을 얻을 수 있다.

이와 같이 화면부(2a) 내면에 형광 스크린(34)을 형성한 다음에는 공지의 알 루미늄 증착 과정을 거쳐 형광 스크린 표면에 알루미늄 반사막(미도시)을 형성하며, 시일 프리트(36)를 이용하여 페이스 패널(2)의 스커트부(2b)와 펀넬(6)의 일단을 용융 접합하여 벌브(38)를 구성한다.

마지막으로 넥크부(4) 내부에 전자총(40)을 장착하고, 도시하지 않은 진공 장치를 이용하여 벌브(38) 내부를 고진공으로 배기시킨 다음, 벌브(38)를 밀봉하며, 펀넬(6) 외주상에 편향 요크(42)를 장착하는 것으로써 모노크롬 음극선관을 완성한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 형광체의 충진밀도를 높이고, 형광막의 표면 거칠기를 완화하여 표면 균일도를 향상시킨다. 또한, 자연 침강법에 사용되는 형광체보다 소립자 형광체를 사용하여 보다 얇은 두께의 형광막을 얻을 수 있다. 따라서 본 발명은 화면의 휘도를 높이고, 장시간 사용시에도 형광체의 열화를 억제하여 모노크롬 음극선관의 품질을 향상시킨다.

Claims (12)

1. 화면부 및 스커트부를 구비하는 페이스 패널과, 넥크부와 연결된 펀넬을 각각 제조하는 단계와;

   전사 시트의 일면에 단색의 형광막을 유효면 크기로 인쇄하는 단계와;

   흡착부와 가열 압착부를 포함하는 열전사 장치를 준비하는 단계와;

   상기 흡착부를 가동하여 형광막이 인쇄되지 않은 전사 시트의 뒷면을 흡착하고, 전사 시트를 이동시켜 형광막을 화면부 내면에 접촉시키는 단계와;

   상기 가열 압착부를 통해 전사 시트를 가열 압착하여 형광막을 화면부 내면으로 열전사하는 단계와;

   상기 페이스 패널과 펀넬을 접합하여 벌브를 제조하는 단계; 및

   상기 벌브 내부를 배기시킨 다음 벌브를 밀봉하는 단계를 포함하는 모노크롬 음극선관의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 화면부가 볼록 렌즈 기능을 갖도록 상기 페이스 패널은 내면이 넥크부를 향해 볼록한 곡률을 형성하면서 외면이 평탄하게 이루어지는 모노크롬 음극선관의 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전사 시트에 형광막을 인쇄하기 전, 형광막이 인쇄되는 전사 시트 일면 에 이형제를 코팅하는 모노크롬 음극선관의 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전사 시트가 페이스 패널의 화면부에 대응하는 단판식으로 이루어지는 모노크롬 음극선관의 제조 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 전사 시트가 제1, 2 롤에 감겨 이동하는 전사 필름으로 이루어지는 모노크롬 음극선관의 제조 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 전사 시트가 외력에 의해 변형하는 플랙서블 재질로 이루어지는 모노크롬 음극선관의 제조 방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 형광막이 6∼10 ㎛ 입경의 소립자 형광체를 포함하는 모노크롬 음극선관의 제조 방법.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 형광막이 10∼20 ㎛의 두께로 화면부 내면에 열전사되는 모노크롬 음극 선관의 제조 방법.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 전사 시트를 가열 압착하는 단계가 100∼200 ℃의 온도와 0.5∼2.0 Kgf/cm²의 압력으로 전사 시트를 가열 압착하는 것으로 이루어지는 모노크롬 음극선관의 제조 방법.
10. 전사 필름에 인쇄된 형광막을 페이스 패널의 화면부 내면으로 열전사하는 열전사 장치에 있어서,

    진공 장치와 연결된 내부 공간을 갖는 프레임과, 프레임 하단에 설치되면서 다수의 흡입구를 갖는 흡입판을 구비하여 진공 장치 가동에 의해 흡입판 하단으로 전사 필름을 흡착하는 흡착부; 및

    전사 필름에 열을 전달하는 가열 프레임과, 가열 프레임을 화면부 방향으로 압착시키는 압착부를 구비하여 전사 필름에 인쇄된 형광막을 화면부로 열전사하는 가열 압착부를 포함하는 열전사 장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 흡입판이 상기 페이스 패널의 화면부 내면과 동일한 곡면으로 형성되는 열전사 장치.
12. 제 10항에 있어서,

    상기 가열 프레임의 하단이 상기 페이스 패널의 화면부 내면과 동일한 곡면으로 형성되는 열전사 장치.

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