KR20000009409A - 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법및 그 형광체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건식 전자사진식 스크린 제조방법용 형광체 분말 입자에 유기 고분자 중합체가 균일하게 코팅되고 간단하게 코팅될 수 있는 코팅방법 및 그 형광체를 제공한다.

그 코팅방법은, 0.2∼1.0wt.％ 고분자 용액 및 형광체를 로타리 이베이퍼레이터의 회전 플라스크에 주입하는 1차 주입단계; 상기 회전 플라스크를 회전시켜 내부에 주입된 고분자 용액 및 형광체를 교반 및 밀링시키는 교반 및 밀링 단계; 로타리 이베이퍼레이터의 회전 플라스크 내부로 주입관을 통해 고분자 용액의 용매와 같은 양의 메타놀을 한 방울씩 흘려보냄으로써 회전 플라스크 내로 논-솔벤트를 주입하는 2차 주입단계; 회전 플라스크내의 고분자 용액중 고분자의 논-솔벤트에 의한 리크리스탈라이제이션단계; 상기 리크리스탈라이제이션 단계가 완료된 후, 회전 플라스크를 가열하여 내부에 잔존하는 용매와 논-솔벤트를 날려보내는 건조단계; 그리고 상기 건조된 형광체를 메쉬를 통해 거르는 여과단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법을 제공한다.

Description

음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법 및 그 형광체

본 발명은 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법 및 그 방법에 의해 제조된 형광체에 관한 것으로, 더 상세하게는 건식 전자사진식 스크린 제조방법에 투입되는 형광체 분말 입자의 대전특성과 광전도막에의 현상특성을 향상시키도록 유기 고분자 중합체가 균일하게 코팅되고 간단하게 코팅될 수 있는 코팅방법과 형광체에 관한 것이다.

음극선관의 형광면이 발색광인성분과 같은 형광입자들을 포함하는 현탁액(Slurry) 또는 빛흡수물질을 포함하는 혼탁액을 도포하고 건조시켜 형성되는 종래의 습식사진석판술은, 고화질의 요구를 충족시키지 못할 뿐만 아니라 제조공정 및 제조설비가 복잡하여 제조비용이 크게 소요되며 또한 대량의 청정수 소모와 폐수발생, 인 배출물, 6가 크롬감광제 배출 등 여러가지 문제점들을 안고 있다.

최근에 상술한 방법을 개량한 전자사진식(Electrophotographical)스크린제조방법이 개발되었는데, 이 전자사진식 제조방법도 습식은 여전히 상술한 문제점들을 안고 있으며 건식 제조방법에 의해서는 상술한 문제점들이 상당히 해소되었다.

그 대표적인 건식 전자사진식 스크린 제조방법은 미국 특허 4,921,767호 (1990년 5월 1일 특허됨)에 개시되어 있다. 그 특허에서는 현상을 위해 마찰에 의해 형광체를 대전시키고 있어 형광체 입자에 코팅하여야 하고 또한, 마찰전기를 일으키기 위한 캐리어 비드(Carrier Bead)를 필요로 한다.

이러한 마찰전기를 이용한 방법이외에 방전전극에 의해 형광체를 대전시키는 방법에 있어서는 현상공정에서 호퍼로부터 형광에 분말이 벤츄리관을 개재하여 노즐로 분사될 때 방전전극에 의해 그 형광체 분말을 대전시키기 위해 형광체 입자에 폴리메틸 메타아크릴레이트 1차 막과 폴리아크릴아미드 2차막이 형성된다.

그러나 이러한 코팅은 복잡하며 또한 그 폴리메틸 메타아크릴레이트 1차막과 폴리아크릴아미드 2차막에 의해서도 용이하게 대전되지 아니하며 나아가 방전전극을 사용하지 않고 마찰에 의해 대전시킬 때에도 미국 특허 제 4,921,767호에서의 현상공정에서와 같이 형광체 입자에의 코팅이외에 마찰전기를 일으키기 위한 캐리어 비드(Carrier Bead)를 필요로 한다는 등의 문제점이 있다.

또한, 상기 폴리메틸 메타아크릴레이트 1차막과 폴리아크릴아미드 2차막을 형성시키는 것만으로는 광전도막에의 현상밀도가 충분하지 아니하다는 문제도 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건식 전자사진식 스크린 제조방법에 투입되는 형광체 분말 입자의 대전특성과 광전도막에의 현상특성을 향상시키도록 유기 고분자 중합체가 균일하게 코팅되고 간단하게 코팅될 수 있는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법 및 그 형광체를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법을 나타내는 공정도,

도 2는 도 1의 각 공정을 실시하기 위한 간단한 구조의 로타리 이베이퍼레이터를 도시한 개략 구성도.

<도면에 사용된 주요부호의 설명>

10: 로타리 이베이퍼레이터(rotary evaporater)

12: 회전 플라스크(flask) 12': 세라믹 볼

14: 고정 플라스크 16: 회전연결부

18: 주입관 20: 냉각수관

22: 용매집수부 24: 벤트관

30: 워터 배스(water bath) 34: 지지대

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 음극선관 패널 내면의 스크린의 건식 전자사진식 제조에 사용되는 형광체 입자의 대전특성을 향상시키도록 고분자 중합체를 코팅시키기 의한 건식 분말 형태의 형광체의 코팅방법에 있어서: 0.2∼1.0wt.％ 고분자 용액(PS 또는 PMMA / Toluene) 및 형광체(고분자가 형광체에 대해 1∼5％ 범위)를 로타리 이베이퍼레이터의 회전 플라스크에 주입하는 1차 주입단계; 상기 회전 플라스크를 회전시켜 내부에 주입된 고분자 용액 및 형광체를 교반 및 밀링시키는 교반 및 밀링 단계; 로타리 이베이퍼레이터의 회전 플라스크 내부로 주입관을 통해 고분자 용액의 용매와 같은 양의 메타놀(Metanol)을 한 방울씩 흘려보냄으로써 회전 플라스크 내로 논-솔벤트(Non-solvent)를 주입하는 2차 주입단계; 회전 플라스크내의 고분자 용액중 고분자의 논-솔벤트에 의한 리크리스탈라이제이션(Recrystallization)단계; 상기 리크리스탈라이제이션 단계가 완료된 후, 회전 플라스크를 가열하여 내부에 잔존하는 용매와 논-솔벤트를 날려보내는 건조단계; 그리고 상기 건조된 형광체를 메쉬(Mesh)를 통해 거르는 여과단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법을 제공한다.

이 경우, 본 발명에 의해서는 상기 1차 주입단계는 고분자 용액 및 형광체를 주입한 후, 볼밀링(Ball Milling)용 세라믹 볼을 주입하는 단계이며; 상기 교반 및 밀링 단계는 초기에 로타리 이베이퍼레이터의 회전 플라스크를 고정 플라스크에 대해 회전시킴으로써 교반시켜 회전 플라스크 내의 세라믹 볼에 의해 밀링하는 단계이며; 상기 리크리스탈라이제이션단계는 고분자 용액속의 메탄올에 의한 석출에 의해 형광체 표면에서의 코팅이 이루어지는 단계이며; 상기 건조단계는 벤트관을 통해 회전 플라스크의 내부의 기압을 낮춰주고 가열은 워터 배스를 개재하여 회전 플라스크의 내부 온도를 상승시킴으로써 용매를 건조하는 단계이며; 그리고 상기 여과 단계는 100메쉬의 체로 여과하는 단계인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상술한 방법에 의해 형광체 입자 표면에 고분자 중합체로서 폴리 스티렌(PS)과 폴리메틸 메타아크레이트(PMMA)가 코팅된 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체를 제공한다. 상기 코팅된 폴리스티렌의 평균 분자량이 15만 내지 20만인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

본 발명의 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법은, 도 1에서 1차 주입단계(S1), 교반 및 밀링 단계(S2), 2차 주입단계(S3), 리크리스탈라이제이션 단계(S4), 건조단계(S5) 및 여과단계(S6)로 구성된다.

먼저, 도 2에서 본 발명의 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법을 실시하기 위한 장치인 로타리 이베이퍼레이터(10)는, 지지대(34)에 의해 고정되는 고정 플라스크(14)와, 고정 플라스크(14)에 대해 회전연결부(16)에 의해 회전가능하게 연결되는 회전 플라스크(12)를 포함하여 구성되며, 그 고정 플라스크(14)에는 외부로부터 회전 플라스크(12)에 형광체 등을 주입시키도록 주입관(18)이 연결되고 그 고정 플라스크(14)의 내부를 관통하여 회전 플라스크(12)의 내부로 연장되며, 또한, 그 고정 플라스크(14)를 냉각시키도록 냉각수관(20)이 내부에 설치되고, 그 고정 플라스크(14) 및 회전 플라스크(12)의 내부를 압력을 감소시킬 수 있도록 벤트관(24)이 연결된다.

또한, 상기 고정 플라스크(14) 내로 유입된 증기가 그 고정 플라스크(14)의 내벽을 따라 냉각되어 흘러내리는 용매 등이 다시 회전 플라스크(12)로 흘러가지 아니하도록 수집할 수 있는 용매집수부(22)가 고정 플라스크(14)에 설치된다.

또, 상기 회전 플라스크(12)를 가열하여 내부 온도를 상승시킬 수 있도록 전자식으로 온도조절가능한 워터 배스(30)가 설치된다. 이러한 워터배스(30)내의 워터의 온도조절은 도 2에 도시된 바와 같이 온도감지기(30') 및 온도제어수단에 의해 가능하다.

이와 같이 구성된 로타리 이베이퍼레이터(10)를 이용하는 본 발명에 따른 방법은, 도 1 및 도 2와 함께 설명하면 다음과 같다.

즉, 1차 주입단계(S1)에서는, 0.2∼1.0wt.％ 고분자 용액(PS 또는 PMMA / Toluene) 및 형광체(고분자가 형광체에 대해 1∼5％ 범위)를 로타리 이베이퍼레이터(10)의 회전 플라스크(12)에 주입관(18)을 개재하여 주입시킨다. 또한, 이 단계에서 다음 단계인 교반 및 밀링 단계(S2)를 효율적으로 수행하기 위해 고분자 용액 및 형광체를 주입한 후, 볼밀링(Ball Milling)용 세라믹 볼(12')을 주입한다.

그 뒤, 상기 회전 플라스크(12)를 고정 플라스크(14)에 대해 회전시킴으로써 내부에 주입된 고분자 용액 및 형광체가 세라믹 볼(12')에 의해 더욱 효과적으로 교반 및 밀링되게 된다(교반 및 밀링 단계(S2)).

이와 같이 하여 볼밀링되면, 2차 주입단계(S3)에서 로타리 이베이퍼레이터(10)의 회전 플라스크(12) 내부로 주입관(18)을 통해 고분자 용액의 용매와 같은 양의 메타놀(Metanol)을 한 방울씩 흘려보냄으로써 회전 플라스크(12) 내로 논-솔벤트(Non-solvent)를 주입하고, 회전 플라스크(12)내의 고분자 용액중 고분자의 논-솔벤트에 의한 석출에 의해 형광체 표면에서의 코팅이 이루어지게 된다(리크리스탈라이제이션 단계(S4)).

상기 리크리스탈라이제이션 단계가 완료된 후, 벤트관(24)을 통해 회전 플라스크(12)의 내부의 기압을 낮춰주고 워터 배스(30)를 개재하여 가열, 회전 플라스크(12)의 내부 온도를 상승시킴으로써 용매를 증발시키고, 외부로부터 냉각수관(20)을 통해 냉각시킴으로써 상기 증발된 용매를 고정 플라스크(14)의 내벽에 액체로서 흡착되고 하방으로 유동, 용매집수부(22)로 흘러들어가게 되여, 그 증발된 용매들이 다시 회전 플라스크(12)로 유동되어 들어감이 없게 된다.

이와 같이 하여 상기 건조되고 코팅된 형광체를 여과단계(S6)에서 100메쉬(Mesh)의 체로 여과함으로써 고분자로 코팅된 형광체의 제조가 완료된다.

이와 같이 형광체 입자 표면에 코팅되는 것은 고분자 중합체로서 폴리 스티렌(PS)과 폴리메틸 메타아크레이트(PMMA)인 것이 대전 특성과 유동특성면에서 월등하여 상술한 방전전극에 의한 대전과 호퍼로부터의 유동성을 향상시킬 수 있게 된다. 또, 더욱 상기 코팅된 폴리스티렌의 평균 분자량은 15만 내지 20만인 것이 그 코팅상태가 상당히 균일하여 가장 바람직하였다.

이와 같이 제조된 형광체를 이용하여 건식 전자사진식 스크린 제조방법에 의해 스크린을 제조함으로써 그 현상공정에서 형광체분말 입자의 대전특성 뿐만 아니라, 광전도막에의 현상특성도 크게 향상되었다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법 및 그 형광체의 구성과 작용에 의하면, 간단하게 유기 고분자 중합체가 균일하게 코팅된 형광체를 얻을 수 있고 이에 따라, 건식 전자사진식 제조방법의 현상공정에서 형광체분말 입자의 대전특성과 광전도막에의 현상특성을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (6)

1. 음극선관 패널 내면의 스크린의 건식 전자사진식 제조에 사용되는 형광체 입자의 대전특성을 향상시키도록 고분자 중합체를 코팅시키기 의한 건식 분말 형태의 형광체의 코팅방법에 있어서:

   0.2∼1.0wt.％ 고분자 용액(PS 또는 PMMA / Toluene) 및 형광체(고분자가 형광체에 대해 1∼5％ 범위)를 로타리 이베이퍼레이터(10)의 회전 플라스크(12)에 주입하는 1차 주입단계;

   상기 회전 플라스크(12)를 회전시켜 내부에 주입된 고분자 용액 및 형광체를 교반 및 밀링시키는 교반 및 밀링 단계;

   로타리 이베이퍼레이터(10)의 회전 플라스크(12) 내부로 주입관(18)을 통해 고분자 용액의 용매와 같은 양의 메타놀(Metanol)을 한 방울씩 흘려보냄으로써 회전 플라스크(12) 내로 논-솔벤트(Non-solvent)를 주입하는 2차 주입단계;

   회전 플라스크(12)내의 고분자 용액중 고분자의 논-솔벤트에 의한 리크리스탈라이제이션(Recrystallization)단계;

   상기 리크리스탈라이제이션 단계가 완료된 후, 회전 플라스크(12)를 가열하여 내부에 잔존하는 용매와 논-솔벤트를 날려보내는 건조단계; 그리고

   상기 건조된 형광체를 메쉬(Mesh)를 통해 거르는 여과단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법.
2. 제 1 항에 있어서:

   상기 1차 주입단계는 고분자 용액 및 형광체를 주입한 후, 볼밀링(Ball Milling)용 세라믹 볼(12')을 주입하는 단계이며;

   상기 교반 및 밀링 단계는 초기에 로타리 이베이퍼레이터(10)의 회전 플라스크(12)를 고정 플라스크(14)에 대해 회전시킴으로써 교반시켜 회전 플라스크(12) 내의 세라믹 볼(12')에 의해 밀링하는 단계이며;

   상기 리크리스탈라이제이션단계는 고분자 용액속의 메탄올에 의한 석출에 의해 형광체 표면에서의 코팅이 이루어지는 단계이며;

   상기 건조단계는 벤트관(24)을 통해 회전 플라스크(12)의 내부의 기압을 낮춰주고 가열은 워터 배스(30)를 개재하여 회전 플라스크(12)의 내부 온도를 상승시킴으로써 용매를 건조하는 단계이며; 그리고

   상기 여과 단계는 100메쉬(Mesh)의 체로 여과하는 단계인 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서:

   형광체 입자 표면에 코팅되는 것은 고분자 중합체로서 폴리 스티렌(PS)과 폴리메틸 메타아크레이트(PMMA)를 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체의 코팅방법.
4. 형광체 입자 표면에 코팅되는 것은 고분자 중합체로서 폴리 스티렌(PS)과 폴리메틸 메타아크레이트(PMMA)를 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체.
5. 제 4 항에 있어서:

   상기 폴리 스티렌 및 폴리메틸 메타아크릴레이트의 0.2∼1.0wt.％ 고분자 용액(PS 또는 PMMA / Toluene) 및 형광체(고분자가 형광체에 대해 1∼5％ 범위)를 로타리 이베이퍼레이터(10)의 회전 플라스크(12)에 주입하고; 상기 회전 플라스크(12)를 회전시켜 내부에 주입된 고분자 용액 및 형광체를 교반 및 밀링시키며; 로타리 이베이퍼레이터(10)의 회전 플라스크(12) 내부로 주입관(18)을 통해 고분자 용액의 용매와 같은 양의 메타놀(Metanol)을 한 방울씩 흘려보냄으로써 회전 플라스크(12) 내로 논-솔벤트(Non-solvent)를 주입하며; 회전 플라스크(12)내의 고분자 용액중 고분자의 논-솔벤트에 의해 석출시키며; 상기 리크리스탈라이제이션 단계가 완료된 후, 회전 플라스크(12)를 가열하여 내부에 잔존하는 용매와 논-솔벤트를 날려보낸 후, 상기 건조된 형광체를 메쉬(Mesh)를 통해 여과시킴으로써 고분자 중합체로서 폴리 스티렌(PS)과 폴리메틸 메타아크레이트(PMMA)가 형광체 입자 표면에 코팅된 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서:

   상기 코팅된 폴리스티렌의 평균 분자량이 15만 내지 20만인 것을 특징으로 하는 음극선관의 건식 전자사진식 스크린 제조용 형광체.