KR19990085295A - 칼라 브라운관의 형광막 형성장치 및 그 장치를 이용한 형광막형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 브라운관용 형광막 형성장치 및 그 장치를 이용한 형광막 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 패널의 유효면적에 상응하는 면적을 가진 금형에 먼저 막을 형성한후에 패널에 전사시킴으로써 패널에 형성된 레일로 인한 작업의 난이성을 극복함과 아울러 생산공정의 단순화와 제품의 불량율을 줄일 수 있도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명은 수지막(20), 형광막(16)(17)(18), 흑연막(15), 접착막(23)을 형성할 수 있도록 패널(1)의 유효면에 상응하는 플레이트부(190)를 가진 금형(19)과, 상기 금형(19)에 형성된 막을 패널(1)의 유효면에 열전사시키는 전사수단으로 구성하여, 금형(19)의 플레이트부(190)에 막을 형성한후 상기 막 형성면을 패널(1)의 유효면에 밀착시켜 전사수단을 이용하여 플레이트부에 열을 가해 금형(19)에 형성되어 있던 막을 패널(1)의 유효면에 전사시킬 수 있도록 한 칼라 브라운관용 형광막 형성장치와; 패널에 형광막을 형성하기 위한 방법에 있어서; 편편한 금형(19)상에 수지막(20)을 형성하는 공정과, 상기 수지막(20)위에 적,녹,청색 형광막(16)(17)(18)과 흑연막(15)을 형성하는 공정과, 상기 형광막과 흑연막위에 접착막(23)을 도포하는 공정과, 상기 막이 형성된 금형(19)을 패널(1)위에 어라인시키는 공정과, 상기 금형(19)에 열을 가해 금형에 형성되어 있던 막을 패널(1)의 내면에 열전사시키는 공정이 순차적으로 이루어지도록 한 방법을 제공하는 것이다.

Description

칼라 브라운관의 형광막 형성장치 및 그 장치를 이용한 형광막 형성방법

본 발명은 칼라 브라운관 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 패널의 유효면적에 상응하는 면적을 가진 금형에 수지막, 형광막, 흑연막을 형성하여 패널에 전사시킴으로써 패널에 형성된 레일로 인한 작업의 난이성을 극복함과 아울러 생산공정의 단순화와 제품의 불량율을 줄일 수 있는 칼라 브라운관의 형광막 형성장치 및 그 장치를 이용한 형광막 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로 평면 브라운관은 전면이 평편한 판상의 패널(1)과, 상기 패널의 전면에 레진수지로 고정되어 브라운관의 방폭특성을 유지하는 안전유리(2)와, 상기 패널의 배면에 프릿그라스로 고정되는 사각틀형태의 레일(3)과, 상기 레일에 인장력이 가해진 상태로 고정되며 전자빔의 색선별역할을 하도록 작은 구멍(4a)이 무수히 형성된 새도우마스크(4)와, 상기 패널(1)에 프릿그라스로 고정되며, 후방에 네크부(5)가 일체로 형성된 펀넬(6)과, 상기 펀넬의 네크부에 봉입되어 적,녹,청 3색의 전자빔을 발사하는 전자총(7)과, 상기 네크부의 외주면을 감싸도록 설치되어 전자빔을 편향시키는 편향코일(8)등으로 구성되어 있다.

따라서 상기 전자총(7)의 음극(도시는 생략함)에 전원이 인가되어 전자빔이 발생되면 발생된 전자빔은 가속전극과 집속전극을 차례로 통과하면서 가속 및 집속된 다음 편향코일(8)에 의해 편향된 상태로 새도우마스크(4)를 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광면에 충돌하여 형광체를 발광시키므로 화상이 재현된다.

한편, 상기 칼라 브라운관의 패널(1) 내면에 형광막을 형성하기 위한 방법의 하나로 스크린 프린팅 기법이 주로 사용되고 있는데, 이 스크린 프린팅 기법은 흑연, 형광체, 유기바인더, 솔벤트 등을 혼합한 고점도의 페이스트(paste)를 인쇄용 마스크에 형성된 일정한 패턴의 미세구멍으로 밀어넣어 패널(1)의 내면에 형광막을 형성시키는 작업을 일컫는다.

즉, 스크린 프린팅 기법은 도 2a∼2d에서와 같이 패널(1)의 내면이 상부를 향하도록 한 상태에서 패널의 내면에 접착막을 형성한 다음, 패널(1)의 상부에 소정간격으로 격리되도록 인쇄용 마스크(12)를 위치시킨다.

다음, 도 2a에서와 같이 스퀴지(squeeze)(13)를 이용하여 흑연성분이 포함된 페이스트(14)를 인쇄용 마스크(12) 상에서 적정의 압력으로 밀면 페이스트(14)가 인쇄용 마스크(12)에 형성된 일정패턴의 구멍(12a)을 통과하여 패널(1)의 내면에 흑연막(black matrix)(15)이 형성된다.

다음, 도 2b∼2d에서와 같이 녹, 청, 적색의 형광체가 포함된 페이스트(14)를 상기와 동일한 방법으로 패널(1)의 각 화소영역에 형성시킴으로써 패널(1)의 내면에는 일정한 패턴의 녹, 청, 적색의 형광막(16)(17)(18)이 형성된다.

이후, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 형광막 위에는 수지막을 형성한다.

그러나 평면 칼라브라운관의 제조공정에서 형광막의 손상을 방지하기 위해 패널(1)에 레일(3)을 고정한 다음 패널의 내면에 형광막을 형성하여야 했으므로 상기와 같이 패널(1)에 직접 막을 형성하는 방법은 도 3에서와 같이 레일의 간섭에 의해 일정한 패턴영역을 구현할 수 없다는 문제점이 있다.

좀더 구체적으로는 스퀴지(13)로 페이스트(14)를 밀어 각 형광막(16)(17)(18)을 형성할 때 인쇄용 마스크(12)의 전면에 걸쳐 균일한 높이와 압력이 가해져야 하고, 인쇄용 마스크(12)와 패널(1)이 서로 닿아야만 일정한 패턴의 형광막이 형성되나 레일(3)이 형성되어져 있을 경우에는 레일(3)과 인쇄용 마스크(12)가 접촉되는 간섭으로 레일(3)과 근접한 부분, 즉 패널(1)의 주변부에는 형광막이 설정된 지점에 정확하게 도포되지 않는 치명적인 문제점이 발생하게 된다.

이는 레일(3)이 부착된 패널(1)내면에 형광막을 형성시키기가 불가능할뿐만아니라 제품의 생산성에도 영향을 미치게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 패널의 내면에 레일이 형성되어 있는 경우에도 형광막 도포작업이 가능하도록 하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수지막, 형광막, 흑연막, 접착막을 형성할 수 있도록 패널의 유효면에 상응하는 플레이트부를 가진 금형과, 상기 금형에 형성된 막을 패널의 유효면에 열전사시키는 전사수단으로 구성하여, 금형의 플레이트부에 막을 형성한후 상기 막 형성면을 패널의 유효면에 밀착시켜 전사수단을 이용하여 플레이트부에 열을 가해 금형에 형성되어 있던 막을 패널의 유효면에 전사시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 형광막 형성장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은 패널에 형광막을 형성하기 위한 방법에 있어서; 편편한 금형상에 수지막을 형성하는 공정과, 상기 수지막위에 적,녹,청색 형광막과 흑연막을 형성하는 공정과, 상기 형광막과 흑연막위에 접착막을 도포하는 공정과, 상기 막이 형성된 금형을 뒤집어 패널위에 어라인시키는 공정과, 상기 뒤집힌 금형의 밑면에 열을 가해 금형에 형성되어 있던 막을 패널의 내면에 열전사시키는 공정이 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 형광막 형성방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 일예를 도시한 측단면도

도 2a는 패널의 내면에 흑연막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도

도 2b는 패널의 내면에 녹색 형광막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도

도 2c는 패널의 내면에 청색 형광막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도

도 2d는 패널의 내면에 적색 형광막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도

도 3은 패널에 레일이 형성되어 있는 경우에 막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도

도 4는 막을 형성하기 위한 본 발명의 금형을 도시한 사시도

도 5는 상기 금형의 정면도

도 6a는 본 발명의 형광막 형성공정중에 상기 금형에 수지막이 형성된 상태를 도시한 종단면도

도 6b는 상기 수지막위에 녹색 형광막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도

도 6c는 상기 수지막위에 청색 형광막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도

도 6d는 상기 수지막위에 적색 형광막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도

도 6e는 상기 수지막위에 흑연막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도

도 6f는 상기 녹,청,적색 형광층위에 접착막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도

도 6g는 금형에 막 형성을 완료한후 이를 패널의 내면에 전사시키는 과정을 도시한 종단면도

도 6h는 패널에 막이 형성된 상태의 종단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 패널 7 : 레일

12 : 인쇄용 마스크 13 : 스퀴지

14 : 페이스트 15 : 흑연막

16 : 녹색 형광막 17 : 청색 형광막

18 : 적색 형광막 19 : 금형

20 : 수지막 21 : 금속 반사막

23 : 접착막 190 : 플레이트부

191 : 다리부

이하, 첨부된 도 4 내지 도 6h를 참조하여 본 발명의 칼라 브라운관의 형광막 형성장치 및 그 장치를 이용한 형광막 형성방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 막을 형성하기 위한 본 발명의 금형을 도시한 사시도이며, 도 5는 상기 금형의 정면도이고, 도 6a는 본 발명의 형광막 형성공정중에 상기 금형에 수지막이 형성된 상태를 도시한 종단면도이며, 도 6b는 상기 수지막위에 녹색 형광막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도이고, 도 6c는 상기 수지막위에 청색 형광막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도이며, 도 6d는 상기 수지막위에 적색 형광막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도이고, 도 6e는 상기 수지막위에 흑연막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도이며, 도 6f는 상기 녹,청,적색 형광층위에 접착막을 형성하는 과정을 도시한 종단면도이고, 도 6g는 금형에 막 형성을 완료한후 이를 패널의 내면에 전사시키는 과정을 도시한 종단면도이며, 도 6h는 패널에 막이 형성된 상태의 종단면도를 도시한 것이다.

우선, 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 칼라 브라운관용 형광막 형성장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

형광막 형성장치는 패널(1)의 유효면(레일(3)의 사이면적)과 동일한 면적을 가진 플레이트부(190)와, 상기 플레이트부를 지지하는 다리부(191)로 구성된 별도의 금형(19)과, 상기 금형에 형성된 막을 패널(1)에 전사시키기 위한 전사수단을 일컫는다.

상기 금형(19)은 정면에서 볼 때 “”형상으로 되어 있으며, 플레이트부(190)의 다리부(191) 상/하면에 각각 어라인마크를 형성하여, 금형(19)에 막을 형성할때나 형성된 막을 패널(1)에 전사시킬 때 프린팅 설비기기에 의해 정확한 지점에 어라인(aline)할 수 있도록 기준위치를 설정토록 하였다.

또한, 상기 플레이트부(190) 상면(上面)의 조도는 3∼4㎛의 거칠기로 되어 있는데, 그 이유는 수지막을 형성한 후에 금속 반사막을 형성하기 위한 소성공정에서 거칠기가 작을 경우 금속 반사막이 부풀어 일어나는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다(막 형성과정은 후술함).

즉, 금속 반사막의 균열을 발생시켜 수지막이 소성공정에서 휘발하기 쉽도록 하기 위해서이다.

또한, 상기 플레이트부(190)의 두께(t)는 약 1∼2mm로 되어야 하는데, 그 이유는 두께가 너무 얇은 경우에는(1mm이하) 강도에 대한 문제점과 제작상에 어려움이 따르며, 두께를 두껍게 할 경우에는(2mm이상) 패널(1)에 금형(19)을 뒤집어 열에 의해 전사시킬 때 열전도도가 낮아져 전사(傳寫)작업에 어려움이 있기 때문이다.

이와 아울러 상기와 같은 전사시 열전도도를 높이기 위해 플레이트부(190)는 열전도도가 높은 재질로 되는 것이 바람직 하다.

또한, 상기 금형(19)의 다리부(191)는 금형의 바깥쪽으로 비스듬히 경사져 있는데, 이 때 안쪽면 경사각도(θ)는 금형의 밑면으로부터 tan10。∼tan70。사이에 위치토록 해야한다.

왜냐하면 상기 기울기가 tan70。이상일 경우에는 막을 전사시키기 위해 열을 발산하는 열헤드가 잘 접촉되지 않아 금형 이탈시 막이 금형으로부터 분리되지 않고 금형에 남게 되는 문제점이 발생되며, 기울기가 tan10。이하인 경우에는 다리부(191)와 플레이트부(190)의 경계부 두께가 두꺼워져 상술한 바와 같은 문제점이 발생하게 된다.

이와 같은 금형(19)은 기존의 패널(1)에 직접 형성하였던 형광막을 패널(1)의 유효면에 상응하는 면적을 가진 플레이트부(190)의 상면에 수지막(20)과, 금속 반사막(21), 3색의 형광막(16)(17)(18), 흑연막(15)을 순차적으로 적층시키고, 상기 막 형성면을 패널(1)의 내면에 밀착시킨 상태에서 금형(19)의 밑면에 전사수단인 로울러형의 열헤드(22)를 이용하여 열을 가해 패널(1)에 전사시킬 수 있도록 한 것이다.

한편, 상기와 같은 금형(19)을 이용하여 패널(1)의 내면에 형광막을 전사시키는 방법을 도 6a∼6g를 참조하여 공정별로 나누어 설명하면 다음과 같다.

패널(1)에 형광막을 형성하기 위한 방법에 있어서; 제 1 공정은 금형(19)의 플레이트부(190) 상면에 수지막(20)을 형성시킨다(도 6a참조).

상기 수지막(20)의 두께는 플레이트부(190)의 두께(t)에 따라 다르지만 1∼2mm로 하였다면 이에 비례하여 약 5∼10㎛로 하며, 수지막(20)을 이루는 조성물은 순수한 물:25Wt%, 아크릴 어멀션(acryl emulsion):35∼40Wt%, PVA 보빅 에스테르(bobic ester):25∼30Wt%의 혼합비로 이루어져 있다.

상기 수지막(20)은 편편한 석정반(도시는 생략함)위에 액상의 감광성 수지를 담은 금형(19)을 올려놓고 히터에 의해 감광성 수지용액을 가열하여 고착화시킨다.

이 때 석정반은 정확하게 평행을 유지해야하는데, 만일 석정반이 유동될 경우에는 금형(19)위의 수지막(20)이 일정한 두께를 이루지 못하게 되어 휘도 또는 어라인(align)불량 등을 유발하게 된다.

또한, 히터에 의한 건조시 적절한 거리와 열량이 요구되는데, 건조시간이 4분 이내인 경우에는 수지막(20) 자체의 균열에 의해 뒤이은 흑연, 형광막 형성시 막 두께의 편차로 휘도저하를 유발하게 되므로 이를 감안하여 건조시간은 4분 이상으로 해야한다.

제 2 공정은 상기 수지막(20)위에 녹,청,적색의 형광막(16)(17)(18)과, 흑연막(15)을 형성하는 작업이다(도 6b∼6e참조).

이 공정은 금형(19)을 프린팅 설비기기에 로딩(roading)시킨후 형광막의 패턴이 형성된 인쇄용 마스크(12)를 부착하여 녹색의 페이스트(14)를 스퀴지(13)로 밀어서 녹색 형광막(16)을 형성한다.

그 후 녹색 형광막(16)을 히터에 의해 건조시키게 되는데, 이 때 건조시간은 약 5∼10분이 소요된다.

다음, 상기 녹색 형광막(16)의 패턴이 형성된 인쇄용 마스크(12)를 제거하고, 청색 형광막(17)을 형성하기 위한 패턴이 형성된 인쇄용 마스크(12)를 청색영역으로 이동시켜 일정한 간격을 두고 부착한후 청색의 페이스트(14)를 스퀴지(13)로 밀어 청색 형광막(17)를 형성하며, 건조조건은 녹색 형광막(16)을 건조시킬 때와 동일하다.

역시 같은 방법으로 적색영역으로 이동하여 적색 형광막(18)을 형성한 다음 히터에 의해 건조한다.

상기와 같이 녹색, 청색, 적색 형광막(16)(17)(18)이 형성한후, 형광막 패턴의 인쇄용 마스크(12)를 제거하고, 흑연막 패턴이 형성된 인쇄용 마스크(12)를 이용하여 역시 동일한 방법에 의해 흑연막(15)을 형성하며, 이를 건조시킨다.

상기의 막 형성과정에서 금형(19)의 플레이트부(190)와 인쇄용 마스크(12)의 간격은 1.0∼3.0mm이내에서 결정되어야 한다.

만약 그 간격이 1mm이하가 되면 페이스트(14)의 점성으로 인해 인쇄용 마스크(12)와 플레이트부(190)가 붙는 현상이 발생하게 되어 막 형성이 제대로 되지 않을 뿐만아니라 인쇄용 마스크(12)의 메쉬자국이 막에 남게 된다.

간격이 3mm이상이면 인쇄용 마스크(12)와 플레이트부(190)의 간격이 너무 벌어지게 되므로 이 때 스퀴지(13)로 페이스트(14)를 미는 압력이 1kg/㎠ 이하이면 인쇄용 마스크(12)의 텐션(tension)에 의해 인쇄용 마스크(12)와 플레이트부(190)가 닿지 않아 막이 제대로 형성되지 않으며, 스퀴지(13)로 페이스트(14)를 미는 압력이 5kg/㎠ 이상이면 인쇄용 마스크(12)와 플레이트부(190)가 과접촉되어 막형성을 할 수 없을 뿐만아니라 연질의 인쇄용 마스크(12)가 찢어지는 문제점이 발생하게 된다.

제 3 공정은 상기 형광막(16)(17)(18)과 흑연막(15)위에 접착막(23)을 도포하는 공정이다(도 6f참조).

상기 접착막(23)을 도포하는 방법은 스프레이방식을 사용하며, 접착액 성분은 순수한 물:98∼99Wt%, PVA:0.1∼0.5Wt%, 스노우텍스-씨(Snowtex-c):0.1∼0.5Wt%로 이루어져 있다.

이와 같이 제 1∼3 공정에 의해 금형(19)에 막 형성을 완료한 후 프린팅 설비기기에 금형(19)을 뒤집은 상태로 로딩시킨다.

제 4 공정은 상기 금형(19)에 형성된 막을 패널(1)의 내면에 전사시키는 공정이다(도 6g참조).

이 공정은 금형(19)의 다리부(191)에 형성된 어라인마크와 패널(1)위의 막 형성영역을 기기가 정확하게 감지한후 어라인하여, 뒤집힌 금형(19)의 플레이트부(190)면을 패널(1)의 내면에 밀착시킨다.

이후, 로울러형으로 된 열헤드(22)를 금형(19)의 밑면 일측으로부터 타측을 향해 이동시킴에 따른 열에 의해 금형(19)에 형성되어 있던 막이 패널(1)의 내면으로 옮겨지게 되므로써 모든 작업이 완료된다(도 6h참조).

이상과 같은 본 발명의 칼라 브라운관의 형광막 형성장치 및 그 장치를 이용한 형광막 형성방법은 패널에 형성된 레일과의 간섭을 고려하여 매개물인 금형에다 일단 패널에 증착하는 순서의 역순으로 막을 형성하여 패널에 전사시킴으로써 레일이 형성된 패널에 형광막을 형성시키는 작업을 가능하게 하고, 수지막을 미리 형성함으로써 기존의 공정에 비해 공정을 단순화할 수 있으며, 불량율을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 수지막, 형광막, 흑연막, 접착막을 형성할 수 있도록 패널의 유효면에 상응하는 플레이트부를 가진 금형과,

   상기 금형에 형성된 막을 패널의 유효면에 열전사시키는 전사수단으로 구성하여,

   금형의 플레이트부에 막을 형성한후 상기 막 형성면을 패널의 유효면에 밀착시켜 전사수단을 이용하여 플레이트부에 열을 가해 금형에 형성되어 있던 막을 패널의 유효면에 전사시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 형광막 형성장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플레이트부의 하부에는 플레이트부를 지지하는 다리부가 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 형광막 형성장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   플레이트부는 열전도도가 큰 재질로 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 형광막 형성장치.
4. 패널에 형광막을 형성하기 위한 방법에 있어서;

   편편한 금형상에 수지막을 형성하는 공정과,

   상기 수지막위에 적,녹,청색 형광막과 흑연막을 형성하는 공정과,

   상기 형광막과 흑연막위에 접착막을 도포하는 공정과,

   상기 막이 형성된 금형을 패널위에 어라인시키는 공정과,

   상기 금형에 열을 가해 금형에 형성되어 있던 막을 패널의 내면에 열전사시키는 공정이 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 형광막 형성방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   접착막은 스프레이방식으로 도포하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 형광막 형성방법.