KR20010007421A - 컬러 음극선관 프런트 패널로서 사용되는 형광체층을 갖는유리기판의 제조방법과 컬러 음극선관 제조방법 - Google Patents

Abstract

유리기판 제조방법과 컬러 음극선관 제조방법은 형광체층이 형성되는 프런트 기판을 제조한다. 도포공정에서는 적어도 하나의 컬러 형광체 패턴이 미리 형성된 유리기판의 내면에 다른 컬러의 형광체 슬러리가 도포된다. 그리고 확산공정에서는 유리기판이 유리기판 내면의 중앙부에 위치된 축을 중심으로 회전하여 형광체 슬러리를 유리기판 내면 너머로 확산시킨다. 그 다음에, 드레이닝 공정에서는 유리기판을 90도 이상의 제 1 경사각으로 경사시켜 유리기판의 내면으로부터 과잉 슬러리를 배출한다. 경사각은 유리기판의 외면에 직교하는 축과 수직축 사이에서 형성된다. 스피닝 공정에서는 유리기판이 제 1 경사각보다 작은 제 2 경사각으로 복귀하여 회전한다.

Description

컬러 음극선관 프런트 패널로서 사용되는 형광체층을 갖는 유리기판의 제조방법과 컬러 음극선관 제조방법{A MANUFACTURING METHOD FOR A GLASS SUBSTRATE HAVING A PHOSPHOR LAYER USED AS A COLOR CATHODE RAY TUBE FRONT PANEL AND A COLOR CATHODE RAY TUBE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 컬러 음극선관(Cathode Ray Tube) 제조방법에 관한 것으로, 특히 음극선관의 프런트 패널에 사용되며, 내면에 형광체층을 갖는 유리기판의 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 그 내부를 보여주기 위해 부분적으로 절개된 종래의 컬러 음극선관의 사시도이다. 도 1에 도시된 컬러 음극선관은 프런트 기판(1)과 결합되어 형성되는 유리 엔벌로프와, 퍼넬(91) 및 넥(92)과, 넥(92)에 삽입되는 전자총(93)과, 전자총(93)에 의해 방출되는 전자빔(94)을 편향시키는 편향요크(95)와, 프런트 기판(1)의 내면에 형성되는 형광체층(96)과, 전자총(93) 쪽으로 가깝게 형광체층(96)의 측면에 고정된 간격으로 위치된 컬러선택 전극(97)과, 자기 차폐물(98)을 포함한다. 여기에서, 프런트 기판(1)의 가장자리는 하부의 장벽으로 둘러싸이며, 용어 "내면"은 프런트 기판(1)의 곡면을 말하나 장벽의 표면을 포함하지는 않는다.

도 2는 형광체층(96)의 구조를 나타내기 위해 사용되는 프런트 기판(1) 내면의 일부 확대 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 약 1미크론의 두께를 갖는 흑색 필름(99)이 프런트 기판(1)의 내면에 고정된 간격으로 줄무늬 형태로 형성된다. 그리고 7~8미크론의 직경을 갖는 적, 녹, 청의 형광체 입자를 포함하는 착색 형광체 줄무늬(3, 4, 5)가 흑색필름(99)의 줄무늬 사이의 간격으로 특정한 위치관계로 형성된다. 반사층(도시생략)은 이 구조의 최상단에 위치되어 형광체층(96)을 형성한다. 형광체 줄무늬(3, 4, 5)는 전자빔(94)이 컬러선택 전극(97)을 통해 형광체층(96)에 충돌할 때 각각의 색을 발광한다.

형광체층(96)을 형성하기 위해서는 종래의 슬러리방법이 사용된다. 이러한 방법에 대해 도 3을 참조하여 간략히 설명하기로 한다.

슬러리(2)는 형광체 입자가 부유하는 포토레지스트로부터 형성되며, 포토레지스트는 2크롬산암모늄(ammonium dichromate : ADC)의 수용액이 첨가된 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol : PVA)의 수용액으로 구성된다. 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이 프런트 기판(1)을 내면이 상향하도록 배치하되 일정각도로 약간 경사지게 배치한다. 슬러리(2)는 프런트 기판(1)이 상술한 위치에서 서서히 회전하는 동안 그 위로 부어지므로 프런트 기판(1)의 내면 위로 슬러리(2)가 점차 확산하게 된다. 도면에서 화살표는 프런트 기판이 회전되는 방향을 나타낸다. 일단 슬러리(2)가 프런트 기판(1)의 전체 내면에 덮여지면 프런트 기판(1)은 도 3의 (B)에 도시된 위치로 경사지게 되고 고속으로 회전되어 과잉 슬러리가 분리되고, 균일한 두께의 형광체막이 형성된다. 그 다음 히터나 따뜻한 공기를 이용하여 이 형광체막을 건조시킨다. 다음으로 컬러선택 전극(97)을 프런트 기판(1)의 내면으로부터 일정거리에 고정시키고 온수 등을 이용하여 현상하기 전에 노광시켜 특정컬러의 줄무늬 패턴을 형성한다. 이 공정을 녹, 청, 적의 각 형광체에 대하여 차례로 반복 실행하여 3가지 특정 색을 갖는 형광체 패턴을 형성한다. 그 다음에 구조물의 상단에 유기막과 알루미늄 증착막을 형성하여 컬러 음극선관용의 형광체층(96)를 완성한다.

형광체층(96)을 형성하기 위해 슬러리방법을 이용할 때 고려하여야 할 중요한 점은 스피닝 공정(spinning process)을 이용할 때 균일한 두께의 층을 얻을 필요가 있다는 점이다. 불균일한 형광체층은 형광체층에 의해 방출되는 광량을 불균일하게 하여 스크린 표면에 광의 불균일성과 음영을 발생시킨다. 게다가 만약 프런트 기판(1) 상의 적, 청, 녹의 3가지 형광체에 대한 형광체층의 두께가 프런트 기판(1) 상의 다른 위치에서 달라지면 각 컬러에 대한 휘도도 다르게 된다. 결국 프런트 기판(1) 상의 위치에 따라 3색의 휘도가 변하게 되어 백색 균일성이 현저하게 감축된다. 이러한 상황을 개선하고 백색 균일성을 향상시키기 위한 방법이 일본특허공개공보 소59-186230호와 평6-203752호에 설명되어 있다. 이들 문서는 내면을 상향하게 하여 프런트 기판(1)을 스피닝하고, 내면을 하향하게 하여 프런트 기판(1)을 스피닝하는 조합에 의해 균일한 형광체를 달성하는 기술에 대하여 설명하고 있으며, 일단 프런트 기판(1)의 표면 위로 슬러리(2)를 부어 퍼지게 한다.

그러나 상술한 관련 기술은 과잉 슬러리를 리사이클링하거나 재사용하기 어렵게 만들기 때문에 도 3에 도시된 방법은 일반적으로 과잉 슬러리를 배출시켜 균일한 형광체층을 얻기 위해 사용된다. 만약 이 방법이 사용되면 과잉 슬러리는 간단한 리사이클링 장비를 이용하여 리사이클링될 수 있으며, 리사이클링된 슬러리의 품질에는 거의 열화가 없다.

프런트 기판(1)은 내면이 상부를 향하여 수평으로 배치되며, 경사각은 0도이다. 따라서 드레이닝 공정(draining process)에서 보다 큰 경사각이 사용되면 대량의 슬러리가 배출될 수 있다. 그러나 동시에 프런트 기판(1)의 내면에 증착된 형광체 입자는 중력에 의해 해방되므로 더 많이 떨어져 나갈 수 있다. 이로 인해 프런트 기판(1)의 내면과 형광체 입자 사이의 마찰이 줄어들어 상술한 바와 같은 스피닝 공정에서 고속회전이 실행되면 프런트 기판(1) 상의 형광체 입자의 농도가 낮아지게 된다.

게다가 스피닝 공정시에 실행되는 고속회전 중에 발생된 원심력은 특히 제 2 및 제 3 컬러에 대한 형광체 패턴의 형성 중에 악영향을 미칠 수 있다. 이 효과는 만약 발생되는 원심력의 방향이 이미 도포된 컬러의 형광체 패턴에 의해 생성된 홈의 방향과 일정한 관계를 가지면 발생한다. 형광체가 줄무늬 패턴으로 도포되면 이것은 원심력의 방향이 줄무늬의 방향과 평행할 때, 즉 방향이 프런트 기판(1)의 중앙으로부터 그 상부 및 하부 가장자리를 향하여 이동할 때 발생한다(도 4 참조). 이와 달리, 형광체가 도트 트라이어드(dot triads)로 도포되면, 이것은 원심력이 프런트 기판(1)의 4코너를 향해 대각선으로 이동할 때 발생한다. 이들 경우중 어느 경우라도 형광체는 프런트 기판(1)의 중앙부로부터 그 가장자리로 밀려나가므로 프런트 기판(1)의 중앙부에서의 형광체 입자의 농도는 줄어든다.

만약 프런트 기판(1)이 큰 곡률반경을 가지면, 즉 사실상 평평하면, 형광체 입작와 내면 사이의 마찰이 감소되어 형광체 입자가 내면의 중심으로부터 가장자리를 향하여 이동하기 때문에 상술한 경향이 더욱 두드러진다. 반대로 드레이닝 공정과 스피닝 공정에서 프런트 기판(1)의 경사각이 작으면 제거될 수 없는 과잉 슬러리가 프런트 기판(1)의 장벽표면 상에 축적될 것이다. 이로 인해 스피닝 공정 중에 프런트 기판(1)의 내면에 생성되는 형광체 입자의 농도가 불규칙하게 된다. 형광체 입자의 농도에 대한 이러한 불균일성은 이전 형광체 패턴의 도포가 프런트 기판(1)의 내면 상에 홈을 생성하지 않기 때문에 제 1 컬러 형광체에 대한 패턴이 형성되면 회피할 수 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 극복하기 위한 것으로, 형광체 입자의 불균일성을 제한하면서 과잉 슬러리의 충분량을 제거하여 균일한 두께를 갖는 형광체 패턴을 형성하는 수단을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 내부를 볼 수 있도록 부분적으로 절개한 종래의 컬러 음극선관의 사시도.

도 2는 형광체층(96)의 구성을 나타내기 위해 사용된 프런트 기판(1) 일부의 확대 단면도.

도 3의 (A) 및 (B)는 종래의 슬러리법을 나타낸 도면.

도 4는 줄무늬 방향을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 사용되는 형광체층 형성장치에 대한 개략구조를 나타낸 사시도.

도 6은 형광체층 형성장치의 기판 홀더(101)의 확대도.

도 7은 도포공정, 드레이닝 공정 및 스피닝 공정 중의 패널 유지부와 리사이클링부 간의 위치관계를 도시한 도면.

도 8은 형광체층 형성공정 중의 회전속도와 경사각 제어의 일례를 도시한 도면.

도 9의 (A)~(C)는 본 발명의 형광체층 형성방법이 사용될 때 프런트 기판(1)의 경사각의 변화를 도시한 개략도.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에서 실행된 스피닝 공정의 종료후 나타나는 제 3 컬러를 갖는 형광체 입자의 농도를 보여주는 프런트 기판(1)의 일부의 개략 단면도.

도 11의 (A) 및 (B)는 본 발명의 제 1 실시예에 대한 비교 실시예에서 실행된 스피닝 공정의 종료후 나타나는 제 3 컬러를 갖는 형광체 입자(5)의 농도를 보여주는 프런트 기판(1)의 일부의 개략 단면도로서, 여기에서 드레이닝 공정과 스피닝 공정 중의 경사각은 동일함.

도 12의 (A) 및 (B)는 본 발명의 제 2 실시예에서 실행된 스피닝 공정의 종료후 나타나는 제 2 컬러를 갖는 형광체 입자(4)의 농도를 보여주는, 프런트 기판(1)의 일부의 개략 단면도.

도 13의 (A) 및 (B)는 본 발명의 제 2 실시예에 대한 비교 실시예에서 실행된 스피닝 공정의 종료후 나타나는 제 2 컬러를 갖는 형광체 입자(4)의 농도를 보여주는 프런트 기판(1)의 일부의 개략 단면도로서, 여기에서 드레이닝 공정과 스피닝 공정 중의 경사각은 동일함.

상술한 목적은 일면에 형광체층이 형성되는 유리기판을 제조하는 방법에 의해 실현된다. 유리기판은 컬러 음극선관의 프런트 패널용으로 사용된다. 이 제조방법은 다음의 공정을 포함한다. 우선 도포공정에서, 적어도 하나의 컬러의 형광체 패턴이 이미 형성된 유리기판의 내면에 다른 컬러의 형광체 슬러리를 도포한다. 그리고 확산공정에서, 내면의 중앙부에 위치된 축을 중심으로 유리기판을 회전시켜 형광체 슬러리를 유리기판의 내면 너머로 확산시킨다. 그 다음에, 드레이닝 공정에서, 유리기판의 외면에 직교하는 축과 수직축 사이에 형성되는 각도로서 90도 이상의 제 1 경사각으로 유리기판을 경사시켜 과잉 슬러리를 유리기판의 내면으로부터 배출한다. 마지막으로 스피닝 공정에서, 유리기판을 제 1 경사각보다 작은 제 2 경사각으로 복귀시키고, 유리기판을 회전시킨다.

이 방법에서, 스피닝 공정에 대한 경사각은 드레이닝 공정에 대한 경사각보다 작다. 따라서 드레이닝 공정 중에 충분한 양의 과잉 슬러리를 처리할 수 있는 한편, 스피닝 공정 중에 형광체 입자의 농도에서 발생된 불균일성을 제한할 수 있게 된다.

경사각에 대한 최적의 설정은 유리기판의 형상, 재료 및 형광체 슬러리의 변화에 따라 변화될 수 있을 것으로 예상될 수 있으나 일반적으로는 드레이닝 공정에 대한 최적의 바람직한 설정은 130도를 초과하지 않는 경사각이다. 그 이유는 드레이닝 공정에서 경사각이 너무 크면 형광체 입자가 보다 용이하게 해방되게 되어 스피닝 공정에서 형광체 입자의 농도에 불균일성이 야기되기 때문이다. 한편, 드레이닝 공정에서 경사각은 105도 이상인 것이 바람직하다. 이것은 슬러리가 효율적으로 배출되게 해준다.

또한 유리기판은 스피닝 공정에서 사용되는 회전속도보다 낮은 속도로 드레이닝 공정에서 회전되는 것이 바람직하다. 이것은 과잉 슬러리가 유리기판의 표면상의 위치에 남지 않도록 하여 준다.

과잉 슬러리의 보다 효과적인 배출을 위해 스피닝 공정에서의 경사각은 90도를 넘어야 한다. 그러나 이러한 한계가 적용될 필요는 없다.

스피닝 공정에서 경사각은 130도 이하인 것이 더욱 바람직하다. 만약 130도를 넘는 각도가 사용되면 유리기판의 표면으로부터 해방되는 형광체 입자에 의해 형광체 입자의 농도의 불균일성이 발생할 수도 있다.

만약 유리기판의 곡률반경이 10000mm이면, 경사각이 스피닝 공정에서 110도 이하이어야 한다. 보다 큰 곡률반경은 유리기판이 고속으로 회전할 때 보다 유사하게 형광체 입자가 중앙으로부터 내면의 가장자리를 향하여 이동하게 해준다. 이 경우에 내면과 형광체 입자 사이의 마찰을 보존할 필요가 있으므로 스피닝 공정에 대한 경사각은 감축되어야만 한다.

또한 드레이닝 공정과 스피닝 공정 사이의 차는 5도 이상 20도 이하이어야 한다. 만약 드레이닝 공정과 스피닝 공정에 대한 경사각의 차이가 너무 크면 스피닝 공정의 고속회전이 실행되는 동안 경사각이 복귀될 때 장벽에 부착되는 과잉 슬러리가 내면으로 튀겨서 형광체 입자의 농도에 불균일이 발생한다.

도포 공정에서는 형광체 슬러리가 유리기판 내면의 중앙부에 도포된다. 이것은 형광체 입자가 내면의 중앙부에 증착되는 것을 보증해 준다. 또한 확산공정에서는 회전이 실행될 때 유리기판이 특정 경사각으로 경사진다. 이것은 형광체 입자가 전체 내면에 도포되는 것을 보증해 준다. 이 경우에 경사각은 90도 이하여야 한다.

본 발명은 다음을 포함하는 컬러 음극선관 제조방법에 의해 달성된다. 도포공정에서는 적어도 하나의 컬러의 형광체 패턴이 이미 형성되고, 음극선관의 프런트 패널로서 사용되는 유리기판의 내면에 다른 컬러의 형광체 슬러리를 도포한다.그리고, 확산공정에서는 내면의 중앙부에 위치된 축을 중심으로 유리기판을 회전시켜 형광체 슬러리를 유리기판의 내면 너머로 확산시킨다. 그 다음에 드레이닝 공정에서는 유리기판의 외면에 직교하는 축과 수직축 사이에 형성되는 각도로서 90도 이상의 특정 경사각으로 유리기판을 경사시켜 과잉 슬러리를 유리기판의 내면으로부터 배출한다. 그리고 스피닝 공정에서, 유리기판을 드레이닝 공정에서의 특정 경사각보다 작은 경사각으로 복귀시키고, 유리기판을 특정 회전속도로 회전시킨다. 마지막으로, 음극선관 조립공정에서는 특정된 복수 컬러의 형광체를 포함하는 형광체층을 유리기판에 형성한 후, 그 유리기판을 다른 유리부품과 결합하여 음극선관을 조립하고, 음극선관의 내부를 진공으로 형성한다. 이러한 방법을 사용하여 제조된 컬러 음극선관은 휘도의 불균일성이 제한되어 향상된 백색 균일성을 달성할 수 있다.

본 발명의 상기 목적 및 기타의 목적과 이점 및 특징은 본 발명의 특정 실시예를 나타낸 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 분명해 질 것이다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

(제 1 실시예)

1. 형광체층 형성장치의 개략 구성

우선 본 발명의 실시예에 사용되는 형광체층 형성장치의 개략 구성에 대해 설명한다. 도 5는 형광체층 형성장치의 개략 구성을 나타낸 사시도이다. 형광체층 형성장치는 프런트 기판(1)의 회전속도와 경사각을 제어하는 기판 유지부를 구비하며, 또한 드레이닝 공정 및 스피닝 공정 중에 생성된 과잉 슬러리가 리사이클되도록 하는 리사이클링 통(110)을 포함하는 리사이클링부를 구비한다.

기판 유지부는 기판홀더(101)와, 프런트 기판(1)을 기판홀더(101)에 고정하는 2개의 클램프(102a, 102b)와, 기판홀더(101)를 지지하고 프런트 기판(1)과 기판홀더(101)를 특정속도로 회전시키는 내장 회전구동부(도시생략)를 포함하는 지지축(103)과, 모터(106)에 의해 실행되는 회전각 제어를 통해 프런트 기판(1)과 기판홀더(101)의 경사각을 제어하는 회전축(105)과, 각각 하나의 고정된 가장자리를 구비하며, 그것이 회전가능하도록 회전축(105)을 지지하는 유지부재(104a, 104b)(도면에서는 104b 생략함)를 구비한다. 지지축(103)과 회전축(105) 사이의 위치관계는 도 6의 확대도에 도시된 바와 같이 고정되며, 지지축은 그 자체가 회전하는 것은 아니어서, 기판홀더(101)의 회전은 지지축(103) 내부의 회전 구동부에 의해 실행된다.

리사이클링부는 드레이닝 공정과 스피닝 공정 중에 생성된 과잉 슬러리를 리사이클되게 하는 리사이클링 개구부(130)를 갖는 리사이클링 통(110)을 구비한다. 리사이클링부는 기판 유지부에 대하여 리사이클링 통(110)의 위치를 변경시키는 유지부재(111, 112)를 구비한다.

도 7은 도포공정, 드레이닝 공정, 및 스피닝 공정 중의 기판 유지부와 리사이클링부 사이의 위치관계를 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이 리사이클링 통(110)은 도 7의 (A)에 도시된 바와 같이 도포 공정 중에는 기판 유지부로부터 떨어져 있으나, 드레이닝 공정 및 스피닝 공정 중에는 기판 유지부에 근접하게 된다. 여기에서 기판홀더(101)는 그것이 리사이클링 통(110)의 개구부 내부로 이동하도록 특정각도로 경사지므로 과잉 슬러리가 낭비없이 리사이클된다. 모터(106)와 지지축(103) 내부의 회전구동부에 포함된 모터는 모터 제어부(120)에 의해 제어된다.

2. 경사각과 회전속도의 제어

다음으로, 기판홀더(101)의 경사각과 회전속도의 제어에 대해 상술한 구성을 갖는 형광체층 형성장치를 사용하여 본 발명의 형광체층 형성방법이 실행되는 예를 들어 설명하기로 한다. 전술한 바와 같이 프런트 기판(1)은 클램프(102a, 102b)를 이용하여 기판홀더(101)에 고정되기 때문에 기판홀더(101)의 경사각과 회전속도를 제어하는 것은 프런트 기판(1)의 경사각과 회전속도를 제어하는 것과 동일하다. 도 8은 경사각과 회전속도의 제어를 설명하기 위한 타이밍도이다.

도 8에 도시된 그래프의 상반부는 프런트 기판(1)의 회전속도(rpm)를, 하반부는 경사각 θ를 각각 나타낸 것이다. 양 값은 시간에 따른 변화를 나타낼 수 있도록 수평축을 따라 구성하였다. 도 9의 (A)~(C)는 본 발명의 형광체층 형성방법이 사용될 때 실행되는 각 공정에서의 프런트 기판(1)의 경사각의 변화를 개략적으로 나타낸 것이다.

이 실시예는 제 3 컬러(적색)에 대한 형광체 줄무늬 패턴이 2개의 다른 컬러(녹색 및 청색)에 대한 형광체 줄무늬 패턴이 이미 형성된 프런트 기판(1)에 도포될 때의 경사각 θ의 제어를 설명한다. 3가지 컬러로 형광체 줄무늬 패턴을 형성할 때 그들이 형성되는 순서는 완전히 임의적이고, 녹색이나 청색이 제 3 컬러로서 적색 대신 도포될 수 있다. 본 발명에 기재된 방법은 각각의 경우에 동등하게 유효하다.

본 실시예에 사용된 프런트 기판(1)의 외부 규격은 500mm(H) ×700mm(L)이며, 내면의 곡률반경은 10000mm이다. 프런트 기판(1)의 가장자리는 하부의 장벽에 의해 둘러싸인다. 프런트 기판(1)에 부어 넣을 형광체 슬러리(2)는 약 30%의 적색 형광체 입자가 부유한 포토레지스트이다. 포토레지스트는 2탄산 암모늄(ADC)의 수용액이 부가된 폴리비닐 알콜(PVA)의 수용액으로 구성된다. 본 명세서에서, 경사각 θ는 프런트 기판이 상향하는 내면과 수평하게 위치될 때 0도이고, 수직축과 프런트 기판(1)의 스크린 면에 직교하는 축 사이에 형성되는 각을 나타낸다. 그러나 편의를 위해 도 9의 (B) 및 (C)에 나타낸 경사각 θ는 프런트 기판(1)의 스크린 면과 수평면 사이의 각도로서 도시하였다.

도 8의 타이밍도는 상술한 외부규격과 곡률반경을 갖는 프런트 기판(1)과 형광체 슬러리(2)를 사용하는 제어공정의 예를 도시한 것이다. 상이한 성분을 갖는 조성물이나 슬러리가 사용되면 시간제어를 변경할 필요가 있으며, 비록 동일한 성분과 슬러리가 사용되더라도 도 8에 도시된 제어패턴을 엄격하게 유지하는 것이 필수적인 것은 아니다. 본 발명의 효과(후술함)는 드레이닝 공정으로부터 스피닝 공정으로 이동할 때 경사각 θ를 감소시키는 것과 관련되므로, 제어공정은 재료와 환경의 부분적인 변화에 따라 물론 최적화되어야 한다.

도 8에 도시된 제어공정에서, 제 1 및 제 2 컬러에 대한 줄무늬 패턴이 이미 형성된 프런트 기판(1)은 15rpm의 회전속도로 회전하면서 6도 내지 14도의 초기 경사각으로부터 점차 경사진다. 이 경사처리의 초기단계에서, 200ml의 슬러리(2)를 프런트 기판(1)의 내면의 중앙에 붓는다(도 8의 간격 A). 공정의 초기단계에서, 즉 경사각 θ가 작을 때, 프런트 기판(1)에 형광체 슬러리(2)를 붓는 이유는 그렇게 하는 것이 형광체 슬러리(20)가 내면의 중앙부에 도포되는 것을 보증해 주기 때문이다.

약 10초 동안 프런트 기판(1)의 중앙에 형광체 슬러리(2)를 붓고, 회전속도를 6rpm으로 설정한 후, 경사각 θ를 점차 넓히고, 형광체 슬러리(2)를 장벽면을 제외한 전체 내면 위로 확산시킨다(도포 공정). 도 9의 (A)에 도시된 도포공정에서 프런트 기판(1)의 경사각 θ가 14도로 될 때(도면에서는 경사각이 나타나 있지 않음), 프런트 기판(1)은 다음 40초 동안 동일한 각도에서 6rpm의 회전속도로 회전한다(도 8의 간격 B). 도 9의 (A)에 도시된 화살표는 회전방향을 나타내나 프런트 기판(1)의 회전방향에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 또한 슬러리(2)를 프런트 기판(1)의 내면의 중앙에 붓는 것으로 하였으나 도포의 방법은 사용된 재료와 부품 및 제조조건에 따라 변화할 수 있으므로 슬러리(2)는 주입방법 등을 이용하여 내면의 중앙을 제외한 다른 영역에 도포될 수 있다.

그 다음으로, 6rpm의 일정한 회전속도로 유지하면서 프런트 기판(1)의 경사각 θ를 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이 신속하게 110도로 이동하여 과잉 슬러리를 배출한다(드레이닝 공정). 경사각 θ는 빠르게 연속동작으로 100도로 복귀한다(도 8의 간격 C).

경사각 θ를 100도로 복귀시킨 후, 회전속도를 신속하게 150rpm으로 상승시켜 17초 동안 그 속도를 유지시키고, 형광체 슬러리(2)를 회전시켜 균일한 층을 형성하고 추가의 과잉 슬러리를 제거한다(스피닝 공정, 도 8의 간격 D). 본 실시예에서 회전속도는 경사각 θ가 100도로 복귀된 후 증가하지만 회전속도를 150rpm까지 상승시키기 위해서는 일정한 시간이 필요하므로 경사각 θ가 완전히 100도로 복귀하기 전에 회전속도가 증가할 수 있다.

일단 스피닝 공정이 완료되면, 회전속도를 20rpm으로 떨어뜨리고, 경사각이 100도로 유지된 상태에서 건조 및 노광/현상 공정을 실행하여 형광체층의 형성을 완료한다.

본 발명의 형광체층 형성방법의 효과

다음은 (a) 본 실시예에 기재된 바와 같이 드레이닝 공정으로부터 스피닝 공정으로 이동할 때 경사각 θ가 감소되고, (b) 경사각 θ가 양 공정에서 동일하였을 때 형성되는 형광체의 차이를 예시적으로 설명하기로 한다.

도 10은 본 실시예에서 설명된 방법을 이용하여 형광체 입자(5)가 층에 형성될 때 스피닝 공정의 종료후, 제 3 컬러의 형광체 입자(5)의 농도를 나타낸, 프런트 기판(1)의 일부의 개략 단면도이다. 도 11은 드레이닝 공정과 스피닝 공정에서의 경사각 θ가 110도라는 사실과는 별도로 본 실시예와 동일한 방법과 조건을 이용하여 드레이닝 공정과 스피닝 공정이 실행되는 비교예를 나타낸 것이다.

비교예에서, 스피닝 공정의 고속회전 중에 생성되는 원심력은 형광체 입자(5)가 프런트 기판(1)의 내면을 가로질러 이동하게 만든다. 여기에서 도 11의 (A)에 도시된 바와 같이 형광체 입자(5)는 제 1 컬러의 형광체 입자(3)의 줄무늬와 제 2 컬러의 형광체 입자(4)의 줄무늬 사이에 배치되므로 프런트 기판(1)의 내면을 넘는 형광체 입자(5)의 이동은 형광체 입자(3, 4)의 줄무늬에 직교하는 방향으로 제한되나, 형광체 입자(3, 4)의 줄무늬에 직교하지는 않는다. 한편, 프런트 기판(1)의 중앙지점으로부터 동일한 반경으로 떨어져 있는 지점을 비교하면, 평행한 방향으로 줄무늬에 가해지는 힘은 프런트 기판(1)의 중앙부근에서 더 강해진다. 게다가 프런트 기판(1)의 내면은 이 지점에서 하향하고 있기 때문에 중력으로 인해 형광체 입자(5)가 프런트 기판(1)의 표면으로부터 상승된다. 이들 두 종류의 힘은 직렬로 작용하고, 그 결과 내면의 중앙부에 가까운 줄무늬 부분의 형광체 입자(5)는 도 4에 도시된 줄무늬 방향으로 이동하고, 형광체 입자(5)의 농도는 도 11의 (B)에 도시된 바와 같이 프런트 기판(1)의 내면의 중앙부에서 낮아진다.

그러나 본 실시예에서의 방법이 사용되면 드레이닝 공정 중의 경사각 θ는 110도로 설정되므로 충분한 과잉 슬러리가 불균일성을 일으키지 않고 배출될 수 있으며(도 9의 (B)), 연속동작으로 경사각 θ는 100도로 감축되며 스피닝 공정이 실행된다(도 9의 (C)). 이것은 프런트 기판(1)의 내면으로부터 형광체 입자(5)의 중력영향의 해방을 제한하여 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예에 비해 입자농도의 균일성을 상당히 향상시킨다.

상술한 입자농도의 균일성의 향상을 위한 이유 중의 하나는 프런트 기판(1)으로부터 중력의 영향에 의한 형광체 입자의 해방의 제한에 있기 때문에 스피닝 공정에서의 경사각 θ의 감축이 바람직하다. 95도의 경사각은 형광체 입자농도의 균일성을 향상시키는 지점에서 특히 효과적인 것으로 발견되었다. 경사각 θ의 추가적인 감축이 가능하지만 90도를 초과하는 경사각 θ는 스피닝 공정 동안 과잉 슬러리를 보다 효과적으로 제거할 수 있게 해 준다.

한편, 105도 이상의 경사각 θ가 드레이닝 공정에서 사용되면 형광체 입자농도의 불균일이 발생하지 않는 것으로 발견되었다. 만족할 만한 슬러리의 배출을 달성하기 위해서는 경사각 θ가 드레이닝 공정에서 가능한한 크게 설정되는 것이 바람직하다. 그러나 경사각 θ의 크기는 다른 요인에 의해 제한된다. 드레이닝 공정이 실행될 때 만약 경사각 θ가 너무 크면 형광체 입자에 대한 중력의 영향에 의해그들이 해방되기 때문에 스피닝 공정이 실행될 때 경사각 θ가 감축되는 경우에도 이미 해방된 이들 입자는 스피닝 공정 중에 줄무늬 방향으로 이동한다. 이들 다양한 요인의 결과로서 경사각 θ는 드레이닝 공정이 실행될 때 105도 내지 130도 사이로 설정되는 것이 바람직하다.

게다가, 스피닝 공정에 사용되는 경사각 θ의 상한은 본 실시예에 기재된 10000mm의 곡률반경을 갖는 내면이 사용될 때 약 110도인 것으로 발견되었다. 그러나 이러한 본 발명의 방법이 작은 곡률반경을 갖는 종래의 내면을 갖는 프런트 기판(1)에 적용되면 스피닝 공정에 사용되는 경사각 θ는 130도의 크기로 할 수도 있다.

게다가, 드레이닝 공정에 있어서의 경사각 θ와 스피닝 공정에 있어서의 경사각 θ가 너무 크면, 스피닝 공정으로의 신속한 변경이 행해질 때 프런트 기판(1)의 장벽표면에 부착된 형광체 슬러리(2)가 내면으로 튀겨서 형광체 입자의 농도의 불균일성을 일으킬 가능성이 높아 질 것이다. 본 발명자들은 드레이닝 공정과 스피닝 공정에서의 경사각 θ의 차이는 5도 이상, 20도 이하인 것이 바람직하다는 결론을 내렸다.

(제 2 실시예)

다음은 본 발명의 제 2 실시예에 대해 설명하기로 한다. 본 실시예에서 본 발명의 방법은 제 2 컬러에 대한 형광체 줄무늬 패턴의 형성에 적용된다.

일단 제 1 컬러의 형광체 패턴이 형성되면, 제 2 컬러의 형광체층은 제 1 실시예에서 설명된 제어공정을 이용하여 도포공정, 드레이닝 공정, 및 스피닝 공정을 실행하고, 그 다음에 건조공정과 노광/현상공정을 실행하여 구한다.

도 12는 본 실시예에서 제 2 컬러에 대한 형광체 슬러리(2)를 이용하여 스피닝 공정의 종료후 형광체 입자의 농도를 보여주는, 프런트 기판(1)의 일부분의 개략 단면도이다. 도 13은 제 1 실시예의 도 11과 마찬가지로 드레이닝 공정과 스피닝 공정에 대한 경사각 θ가 110도인 비교예를 나타낸다

비교예에서는 제 1 실시예에서 처럼 스피닝 공정의 고속회전 중에 생성된 원심력에 의해 형광체 입자가 프런트 기판(1)의 내면을 가로질러 이동한다. 제 2 컬러의 형광체 입자(4)는 제 1 컬러의 형광체 줄무늬(3) 사이에 증착되므로 그 지점에서 형광체 줄무늬(3)에 직각인 방향으로의 형광체 입자(2)의 이동이 제한되나 형광체 줄무늬(3)와 평행인 방향의 형광체 입자(2)의 이동은 제한되지 않는다. 게다가 프런트 기판(1)의 중앙지점으로부터 동일한 반경의 지점들이 조사되면 중앙에 보다 근접한 줄무늬의 부분들은 보다 큰 압력하에 놓이게 되어 평행방향으로 이동한다. 프런트 기판(1)은 이 지점에서 하향하기 때문에 중력에 의해 형광체 입자는 프런트 기판(1)의 내면으로부터 해방되게 된다. 이들 두가지 효과가 연합하여 작용하여 중앙에 보다 근접한 형광체 입자가 줄무늬 패턴에 평행인 방향으로 보다 크게 이동하게 되고, 형광체 입자의 농도가 도 13의 (B)에 도시된 바와 같이 악화된다.

그러나 본 실시예에서는 드레이닝 공정 중의 경사각 θ가 110도로 설정되므로, 연속동작으로 불균일성 없이 충분한 과잉 슬러리가 배출될 수 있고, 경사각 θ가 100도로 감축되어 스피닝 공정이 실행된다(도 9의 (C)). 이로 인해 도 12의 (A)에 도시된 바와 같이 형광체 입자의 해방이 제한되어 비교예에 비해 형광체 입자의 농도의 균일성이 상당히 향상된다(도 12의 (B)). 스피닝 공정에서의 경사각 θ가 95도로 설정되면, 형광체 입자농도의 균일성은 제 1 실시예와 동일한 방식으로 더욱 향상된다.

제 1 실시예에서 처럼, 105도 이상의 경사각 θ가 드레이닝 공정 중에 사용될 때에는 형광체 입자의 농도에 불균일성이 발생되지 않는 것으로 발견되었다. 또한 드레이닝 공정 중의 경사각 θ는 내면에 형광체 입자가 부어져 강하하지 않도록 가능한한 크게 설정되는 것이 바람직하다. 스피닝 공정 중의 경사각 θ의 크기와, 드레이닝 공정과 스피닝 공정에 있어서의 경사각의 크기의 차와 같이 다른 관점에서는 본 실시예는 제 1 실시예와 동일하다고 할 수 있다.

본 발명의 방법이 사용되면, 프런트 기판(1)의 내면 상의 형광체 입자의 농도의 불균일성은 감축될 수 있다.그리고 프런트 유리기판은 스크린상의 여러 지점에서 휘도의 불균일이 감축되고 백색 균일성이 향상된 컬러 음극선관을 제조할 수 있도록 유리 퍼넬, 유리 넥 및 다른 부품과 함께 조립될 수 있다.

첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하였으나 당업자라면 다양한 변경과 수정을 가할 수 있는 것이 분명하다. 따라서 본 발명의 사상으로부터 벗어남이 없는 이러한 변경과 수정은 본 발명에 포함되는 것으로 간주되어야 한다.

상술한 본 발명의 구성에 의하면 형광체 입자의 불균일성을 제한하면서 과잉 슬러리의 충분량을 제거하여 균일한 두께를 갖는 형광체 패턴을 형성하는 수단을 제공할 수 있게 된다.

Claims (11)

1. 일면에 형광체층이 형성되며, 음극선관의 프런트 패널용으로 사용되는 유리기판의 제조방법에 있어서,

   적어도 하나의 컬러의 형광체 패턴이 이미 형성된 유리기판의 내면에 다른 컬러의 형광체 슬러리를 도포하는 도포공정과;

   상기 내면의 중앙부에 위치된 축을 중심으로 상기 유리기판을 회전시켜 상기 형광체 슬러리를 상기 유리기판의 내면 너머로 확산시키는 확산공정과;

   상기 유리기판의 외면에 직교하는 축과 수직축 사이에 형성되는 각도로서 90도 이상의 제 1 경사각으로 유리기판을 경사시켜 과잉 슬러리를 상기 유리기판의 내면으로부터 배출하는 드레이닝 공정과;

   상기 유리기판을 제 1 경사각보다 작은 제 2 경사각으로 복귀시키고, 상기 유리기판을 회전시키는 스피닝 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 도포공정에서, 상기 형광체 슬러리는 상기 유리기판의 내면의 중앙부근에 도포되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 확산공정에서, 상기 유리기판은 회전이 실행될 때 특정 경사각으로 경사지는 것을 특징으로 하는 유리기판의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 경사각은 130도를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 유리기판의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 경사각은 105도 이상인 것을 특징으로 하는 유리기판의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 드레이닝 공정에서, 상기 유리기판은 스피닝 공정에서 사용되는 회전속도보다 낮은 회전속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 경사각은 90도를 초과하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 제조방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 경사각은 130도 이하인 것을 특징으로 하는 유리기판의 제조방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 유리기판의 내면의 곡률반경은 10000mm, 제 2 경사각은 110도 이하인 것을 특징으로 하는 유리기판의 제조방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    제 1 경사각과 제 2 경사각 사이의 차는 5도 이상 20도 이하인 것을 특징으로 하는 유리기판의 제조방법.
11. 적어도 하나의 컬러의 형광체 패턴이 이미 형성되고, 음극선관의 프런트 패널로서 사용되는 유리기판의 내면에 다른 컬러의 형광체 슬러리를 도포하는 도포공정과;

    상기 내면의 중앙부에 위치된 축을 중심으로 상기 유리기판을 회전시켜 상기 형광체 슬러리를 상기 유리기판의 내면 너머로 확산시키는 확산공정과;

    상기 유리기판의 외면에 직교하는 축과 수직축 사이에 형성되는 각도로서 90도 이상의 특정 경사각으로 유리기판을 경사시켜 과잉 슬러리를 상기 유리기판의 내면으로부터 배출하는 드레이닝 공정과;

    상기 유리기판을 상기 드레이닝 공정에서의 특정 경사각보다 작은 경사각으로 복귀시키고, 상기 유리기판을 특정 회전속도로 회전시키는 스피닝 공정과;

    특정된 복수 컬러의 형광체를 포함하는 형광체층을 상기 유리기판에 형성한 후, 그 유리기판을 다른 유리부품과 결합하여 음극선관을 조립하고, 음극선관의 내부를 진공으로 형성하는 음극선관 조립공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관 제조방법.