KR20010099612A - 잠전하상 현상 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면 페이스플레이트 패널(12)의 내면에 부착된 광수용체(36)에 형성되는 잠전하상을 현상시키는 장치(40, 140)가 제공된다. 이 현상 장치(40, 140)는 측벽(44)과, 이 측벽(44)의 일단을 폐쇄하는 바닥부(46)와, 상기 측벽(44)의 타단을 폐쇄하며 상기 페이스플레이트 패널(12)의 내부에 접근하기 위한 개구(50)를 갖는 패널 지지체(48)를 구비하는 현상 장치 탱크(42)를 포함한다. 상기 현상 장치(40, 140)의 배면 전극(52)에는 퍼텐셜이 인가되어 접지되어 있는 광수용체(36)와 상기 배면 전극(52)과의 사이에 정전 표류장이 형성된다. 상기 배면 전극(52)에 인가된 퍼텐셜과 동일한 극성의 전하를 갖는, 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질이 상기 현상 장치의 탱크(42) 내의 상기 배면 전극(52)과 상기 페이스플레이트 패널 사이(12)에 분사된다. 상기 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질은 인가된 정전 표류장에 의해 상기 페이스플레이트 패널(12) 상의 광수용체(36)를 향해 지향된다. 상기 페이스플레이트 패널(12)의 주변 측벽(18)의 둘레에는 상기 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질을 반발시키는 패널 스커트 측벽 실드(66, 68)가 위치한다.
Description
1995년 12월 19일에 지. 에이치. 엔. 리들(G.H.N. Riddle) 등에게 허여된 미국 특허 제5,477,285호에는, 마찰 전기로 하전된 입자를 사용하여 음극선관(CRT)과 같은 디스플레이 장치의 직시형 페이스플레이트의 내면에 부착된 광수용체에 잠전하상을 현상시키는 장치가 기재되어 있다. 이 현상 장치의 일 실시예에는, 절연 측벽과 절연 패널 지지체를 갖는 현상 쳄버에 대해 설명되어 있다. 회전 노즐 장치를 갖는 마찰 전기 총이 건조 상태의 하전된 형광 입자와 공기와의 혼합물을 현상 쳄버 내로 지향시킴에 따라 이 현상 쳄버 내에서 상기 하전된 형광 입자가 주위 현상 쳄버의 벽과 충돌하게 된다. 하전된 형광 입자는 현상 장치의 절연 측벽과, 페이스플레이트의 스커트에 형광 입자가 부착되는 것을 방지하는 절연 실드와, 현상 장치의 그리드에 전하를 증가시키는데, 이에 대해서는 1992년 3월 3일에다타(Datta) 등에게 허여된 미국 특허 제5,093,217호에 보다 상세히 설명되어 있다. 증가된 전하가 유리되어 억제할 수 없는 정도로 광수용체에 부착되기 전에 현상 장치의 내부 부품을 자주 청소해야 한다. 또한, 현상 장치의 내면과 충돌한 후에, 표류하는 형광 입자는 조절되지 않는 공간 전하 반발로 인해서 광수용체에 접근하게 된다. 이 충돌로 인해서 불규칙한 전하와 질량을 갖는 덩어리들이 생성되며, 이 덩어리들로 인해서 형광 입자가 CRT 페이스플레이트 패널의 내면에 부착된 광수용체의 원하지 않는 장소에 달라붙게 될 수 있다. 그 결과, 광수용체에 형성된 상이한 색의 형광 라인이 오염된다. 따라서, 내부 소자에 형광 입자가 증가하는 것을 크게 감소시킴으로써 자주 청소할 필요가 없고, 전술한 결점을 최소화하며, 광수용체에 보다 균일하게 형광 입자가 부착되고, 이 부착 공정을 보다 잘 제어할 수 있는 현상 장치가 요구된다.
본 발명은 음극선관(CRT)의 페이스플레이트 패널의 내면에 부착된 광수용체에 잠전하상(latent charge image)을 현상시키는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 바닥 전극과 측벽 실드를 갖는 현상 장치와, 이 현상 장치를 조작하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 컬러 CRT를 축방향으로 부분 파단한 평면도.
도 2는 한 제조 공정 중에 있는 CRT 페이스플레이트 패널의 단면도로서, 이 페이스플레이트 패널의 내면에는 매트릭스가 부착되어 있다.
도 3은 도 1에 도시된 컬러 CRT의 완전한 스크린 조립체의 단면도.
도 4는 또 다른 제조 공정 중의 매트릭스 위에 광수용체가 위치하는 CRT 페이스플레이트 패널의 단면도.
도 5는 본 발명에 사용된 현상 장치의 제1 실시예의 도면.
도 6은 도 5의 원 안에 도시된 CRT 페이스플레이트 패널과 실드의 확대 단면도.
도 7은 본 발명의 현상 장치의 제2 실시예의 단면도.
본 발명에 따르면, CRT의 페이스플레이트 패널의 내면에 부착된 광수용체에 형성되는 정전 잠전하상을 현상시키는 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 현상 장치는 측벽과, 이 측벽의 일단을 폐쇄하는 바닥부와, 상기 측벽의 타단을 폐쇄하며 상기 페이스플레이트 패널 접근용 개구를 갖는 패널 지지체를 구비하는 현상 장치 탱크를 포함한다. 이 현상 장치 탱크 내에는 상기 페이스 플레이트 패널의 내면로부터 일정 간격을 갖고 상기 페이스 플레이트 패널의 내면과 나란하게 배면 전극이 위치한다. 이 배면 전극에는 접지되어 있는 상기 광수용체와의 사이에 정전 표류장(electrostatic drift field)을 형성하는 제1 퍼텐셜이 인가된다. 이배면 전극에 인가된 제1 퍼텐셜과 동일한 극성의 전하를 갖는, 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질이 상기 현상 장치 탱크 내의 상기 배면 전극과 상기 페이스플레이트 패널 사이에 도입된다. 상기 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질은 인가된 정전 표류장에 의해 상기 페이스플레이트 패널 상의 광수용체를 향해 지향된다. 상기 페이스플레이트 패널의 주변 측벽의 둘레에는 상기 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질을 반발시키는 패널 스커트 측벽 실드 어레이가 위치한다.
본 발명에 따른 CRT의 페이스플레이트 패널의 내면에 부착된 광수용체에 형성되는 정전 잠전하상을 현상시키는 방법은, 현상 장치에 페이스플레이트 패널을 배치하는 공정과, 패널 스커트 측벽 실드를 페이스플레이트 패널의 측벽과 인접하게 배치하는 공정과, 광수용체를 접지시키는 공정과, 배면 전극에 제1 퍼텐셜을 인가하고, 이 배면 전극에 인가된 제1 퍼텐셜과 동일한 극성의 전하를 갖는 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질을 현상 장치의 탱크 내의 배면 전극과 페이스플레이트 패널 사이에 도입함으로써, 인가된 정전 표류장에 의해 상기 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질이 페이스플레이트 패널 상의 광수용체를 향해 지향되도록 하는 공정을 포함한다.
도 1에는 직사각형 페이스플레이트 패널(12)을 갖는 유리 엔벌로프(11)와, 직사각형 깔때기부(15)에 의해 연결되어 있는 관형 네크부(14)를 포함하는 컬러 CRT(10)가 도시되어 있다. 상기 깔때기부(15)는, 애노드 버튼(16)과 접촉하고 상기 네크부(14) 내로 연장되는 내부 전도성 피막(도시하지 않았음)을 갖는다. 상기 페이스플레이트 패널(12)은 직시형 페이스플레이트(17)와, 유리 프릿(glass frit)(19)에 의해 깔때기부(15)에 밀봉되어 있는 주변 플랜지 또는 측벽(18)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 페이스플레이트(17)의 내면에는 복수 개의 개구(21)를 갖는 비교적 얇은 흡광성 매트릭스(20)가 마련되어 있다. 상기 페이스플레이트(17)의 내면의 매트릭스(20) 위에는 발광성 3색 형광 스크린(22)이 부착되어 있다. 이 형광 스크린(22)은 도 3에 도시된 바와 같이 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 각각 방출하는 3개의 형광 스트라이프 또는 트라이어드가 각각 다른 매트릭스 개구(21)에 위치해서 색군 또는 화소 단위로 순환하는 순서대로 배열되어있는 복수 개의 스크린 소자를 포함하는 라인 스크린인 것이 바람직하다. 상기 형광 스트라이프는 전자 빔이 발생되는 평면과 대체로 수직인 방향으로 연장된다. 보통 바라보는 위치에서 상기 형광 스트라이프는 수직 방향으로 연장된다. 상기 형광 스트라이프의 일부는 개구(21)를 둘러싸는 흡광성 매트릭스(20)의 적어도 일부와 중첩되는 것이 바람직하다. 대안으로서, 도트 스크린을 사용할 수도 있다. 바람직하게는 알루미늄으로 이루어지는 전도성 박막층(24)이 형광 스크린(22)과 중첩됨으로써 형광 스크린(22)에 균일한 퍼텐셜을 인가함과 동시에, 페이스플레이트(17)를 통해 형광 소자로부터 방출되는 빛을 반사시키는 작용을 한다. 형광 스크린(22)과, 이와 중첩되는 알루미늄층(24)이 스크린 조립체를 구성한다. 다시 도 1을 참고하면, 섀도우 마스크, 텐션 마스크(tension mask), 포커스 마스크(focus mask)와 같은 다중 개구가 형성된 색 선택 전극(25)이 통상적인 수단으로 상기 스크린 조립체와 예정 간격을 두고 분리 가능하도록 장착된다. 상기 색 선택 전극(25)은 당업계에 공지된 방법으로 페이스플레이트 패널(12)의 측벽(18)에 매입된 복수 개의 스터드(26)에 분리 가능하게 부착된다.
점선으로 개략 도시되어 있는 전자총(27)이 네크부(14) 내부의 중앙에 장착되어, 3종류의 전자 빔(28)을 발생시켜서 수렴 경로를 따라 상기 색 선택 전극(25)의 개구를 통해 형광 스크린(22)에 지향시킨다. 이 전자총은 통상적인 것으로, 당업계에 알려져 있는 임의의 적절한 전자총이면 충분하다.
본 발명에 따른 CRT(10)는 깔때기부와 네크부의 연결 부분에 위치하는 요크(30)와 같은 외부 자기 편향 요크와 함께 사용되도록 설계된다. 이 요크(30)가 작동되면 3종류의 전자 빔(28)에 자기장이 인가되어 이들 전자 빔(28)이 형광 스크린(22) 상의 직사각형 래스터에서 수평 및 수직 방향으로 주사하게 된다. 초기 편향 평면(편향이 없는 평면)이 도 1에서 요크(30)의 대략 중앙에 P-P선으로 도시되어 있다. 도시를 간략화하기 위해서, 편향 구역에서의 편향 빔 경로의 실제 곡선은 도시하지 않는다.
본 발명에 따른 형광 스크린(22)은 1990년 5월 1일에 다타(Datta) 등에게 허여된 미국 특허 제4,921,767호에 기재된 전자 사진 스크리닝(electrophotographic screening, EPS) 기법으로 제조된다. 먼저, 페이스플레이트 패널(12)을, 수산화나트륨 용액으로 세척하고, 물로 헹구고, 완충된 불화수소산으로 에칭한 후, 다시 물로 헹구는 공지된 처리를 통해 세정한다. 그러면, 직시형 페이스플레이트(17)의 내면에 흡광성 매트릭스(20)가 형성되며, 이 경우에 1971년 1월 26일에 메이어드(Mayaud)에게 허여된 미국 특허 제3,558,310호에 기재되어 있는 통상적인 습식 매트릭스(wet matrix)법을 이용하는 것이 바람직하다. 이 습식 매트릭스법에서는, 페이스플레이트의 내면에 스핀 코팅 등의 방법으로 적절한 포토레지스트 용액을 도포하고, 이 용액을 건조시켜서 포토레지스트 층을 형성한다. 다음으로, 페이스플레이트 패널(12) 내에 색 선택 전극(25)을 삽입하고, 페이스플레이트 패널을 3중 조명기(three-in-one lighthouse)(도시하지 않았음) 내에 배치한다. 이 조명기는 색 선택 전극의 개구를 통해 빛을 조사하는 광원으로부터의 화학 방사에 포토레지스트 층을 노출시킨다. 이 노출 처리를 3개의 전자총으로부터의 전자 빔의 경로를 시뮬레이션하기 위해 광원의 위치를 결정하고 2번 더 반복한다. 그러면 빛에의해 포토레지스트 층에서 노출된 부분의 용해도가 선택적으로 바뀌게 된다. 노출을 3회 실시한 후, 3중 조명기에서 페이스플레이트 패널을 꺼내고, 이 페이스플레이트 패널에서 색 선택 전극을 꺼낸다. 포토레지스트 층을 물로 현상시켜서 용해도가 높은 부분을 제거함으로써 직시형 페이스플레이트의 기초를 이루는 내면을 노출시키며, 포토레지스트 층의 노출된 구역 중 용해도가 낮은 부분은 그대로 남겨 둔다. 이어서, 페이스플레이트의 내면에 흡광성 재료로 이루어진 적절한 용액을 균일하게 도포함으로써, 직시형 페이스플레이트의 노출된 부분과, 포토레지스트 층 중에 용해도가 낮아 유지된 구역이 덮이게 된다. 다음으로, 흡광성 재료층을 건조시키고 적절한 용액으로 현상시키면 포토레지스트 층의 남은 부분과, 도포되어 있는 흡광성 재료가 용해되어 제거되며, 직시형 페이스플레이트의 내면에 부착된 매트릭스(20)에 개구(21)가 형성된다. 대각선 치수가 51cm(20인치)인 페이스플레이트 패널(12)의 경우, 매트릭스(20)에 형성된 개구(21)의 폭은 대략 0.13 내지 0.18 mm이고, 불투명한 매트릭스 라인의 폭은 대략 0.1 내지 0.15 mm 이다. 다음으로, 매트릭스(20)가 형성되어 있는 직시형 페이스플레이트(17)의 내면에 휘발성 유기 전도성(organic conductive, OC) 재료로 이루어진 적절한 OC층(도시하지 않았음)을 피복시키며, 이 OC층은 그 위에 형성되어 있는 휘발성 유기 광전도성(organic photoconductive, OPC)층(도시하지 않았음)에 대한 전극의 작용을 한다. 이들 OC층과 OPC층이 결합되어 도 4에 도시된 바와 같이 광수용체(36)를 형성한다.
OC층으로 적절한 재료에는 1994년 12월 6일에 다타(Datta) 등에게 허여된 미국 특허 제5,370,952호에 인용되어 있는 몇몇 4원소 암모늄 고분자 전해질이 포함된다. OPC층은 OC층에, 폴리스티렌과, 1,4-디(2,4-메틸 페닐)-1,4 디페닐부타트리엔(2,4 DMPBT)과 같은 전자 도너 재료와, 2,4,7-트리니트로-9-플루오레논(TNF) 및 2-에틸안트로퀴논(2-EAQ)과 같은 전자 억셉터 재료와, 톨루엔, 크실렌 또는 이들의 조합과 같은 적절한 용매를 함유하는 용액을 피복함으로써 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 실리콘 U-7602와 같은 계면활성제와, 디옥틸 프탈레이트(DOP)와 같은 가소제를 상기 용액에 첨가할 수도 있다. 상기 실리콘 U-7602는 커네티컷주 댄버리(Danbury)에 소재하는 유니언 카바이드(Union Carbide)사로부터 시판된다. 이어서, 1996년 5월 21일에 윌버(Wilbur) 등에게 허여된 미국 특허 제5,519,217호에 기재되어 있는 코로나 방전 장치(도시하지 않았음)를 사용하여 광수용체(36)에 정전기를 균일하게 하전시키며, 이에 따라 광수용체(36)가 대략 +200 내지 +700 볼트의 전압으로 하전된다. 다음으로, 페이스플레이트 패널(12) 내에 색 선택 전극(25)을 삽입하고, 페이스플레이트 패널(12)을 조명기(도시하지 않았음) 내에 배치한 후, 광수용체(36)의 양전하로 하전된 OPC층(34)을 색 선택 전극(25)을 통해 조명기 내에 위치하는 크세논 섬광 램프나, 수은 아크와 같은 충분한 강도의 다른 광원으로부터의 빛에 노출시킨다. 이 빛은 CRT의 전자총으로부터의 전자 빔 중 하나의 각도와 동일한 각도로 색 선택 전극(25)의 개구를 통과해서, 광수용체(36)의 조사된 구역을 방전시켜서 잠전하상(도시하지 않았음)을 형성한다. 색 선택 전극(25)을 페이스플레이트 패널(12)에서 꺼내고, 이 페이스플레이트 패널(12)을 도 5에 도시된 바와 같은 제1 형광 현상 장치(40)에 배치한다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 형광 현상 장치(40)는 측벽(44)과, 이측벽(44)의 일단을 폐쇄하는 바닥부(46)와, 상기 측벽(44)의 타단을 폐쇄하며 상기 페이스플레이트 패널(12)의 내부에 접근하기 위한 개구(50)를 갖는, 바람직하게는 플렉시글라스(PLEXIGLAS) 또는 다른 절연 물질로 이루어진 패널 지지체(48)를 구비하는 현상 장치 탱크(42)를 포함한다. 이 현상 장치 탱크(42)의 측벽(44) 및 바닥부(46)는 접지된 금속 실드로 외부가 둘러싸인 플렉시글라스(PLEXIGLAS)와 같은 절연체로 이루어진다. 상기 현상 장치 탱크(42) 내에는 상기 페이스 플레이트 패널(12)의 내면의 중심으로부터 아래로 대략 25 내지 30 cm 의 간격을 갖고 배면 전극(52)이 위치한다. 이 배면 전극(52)에는 대략 25 내지 30 KV의 양의 퍼텐셜이 인가되며, 광수용체(36)의 유기 전도체는 접지되어 있다. 배면 전극(52)과 페이스플레이트 패널(12) 사이에는 30 cm의 간격이 있어서 1 kV/cm 또는 105V/cm의 표류장이 형성된다.
원하는 발광색을 갖는 건조 분말 입자 형태의 형광 물질이, 예를 들면 오거(도시하지 않았음)에 의해서 형광 물질 공급기(54)로부터 관(56)을 통과하는 공기의 흐름 내로 분산되며, 따라서 벤투리(58)에서 공기와 형광 입자가 혼합된다. 이 공기와 형광 물질의 혼합물은 관(60)으로 이송되며, 이 관(60)에서는 형광 입자와 관(60)의 내면과의 접촉으로 인해서 형광 분말에 마찰 전기가 하전된다. 예를 들면, 형광 물질에 양전하를 하전시키기 위해서 폴리에틸렌 관(60)을 사용한다. 다음으로, 공기와 형광 물질의 혼합물은 3방향 볼 밸브(62)를 통과하며, 이 밸브는 혼합물을 2개의 길이가 같은 풀리에틸렌 관(60) 중 하나로 지향시킨다. 각 폴리에틸렌 관(60)은 일련의 편평한 외형을 갖는 유출 노즐(64)(그 중 2개만 도시하였음)을 갖는 매니폴드(도시하지 않았음)에서 종결되며, 이 매니폴드는 공기와 형광 물질의 혼합물을 배면 전극(52)과 평행한 방향으로 분무한다. 광수용체(36)에 형성된 전하상에 형광 입자를 균일하게 부착시키기 위해서, 대략 30초 동안 매니폴드의 노즐(64)로부터 형광 입자를 분사한다. 다음으로, 볼 밸브(62)를 회전시키고, 동일 기간 동안 다른 매니폴드의 노즐(64)로부터 형광 입자를 분사한다. 분사된 형광 물질의 형광 입자는 대략 3 x 10-6(m/s)/(V/m)의 전형적인 이동도를 갖고, 표류장 내의 형광 입자의 특성 표류 속도는 대략 0.3 m/s이다. 형광 물질이, 전형적으로 배면 전극(52)으로부터 10 cm이내인 배면 전극(52) 근방의 표류 공간으로 분사되면, 형광 입자는 페이스플레이트 패널(12) 상의 광수용체(36)를 향해 표류해서 몇 분의 일 초 만에 광수용체(36)에 도달한다. 형광 물질이 직사각형 페이스플레이트 패널(12)의 내부 측벽에 부착되는 것을 방지하기 위해서, 2쌍의 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)를 사용해서 직사각형의 실드 어레이를 형성한다. 상기 패널 스커트 측벽 실드(66)는 패널 측벽의 짧은 측부로부터 일정 간격을 두고 있고, 패널 스커트 측벽 실드(68)는 패널 측벽의 긴 측부로부터 일정 간격을 두고 있다. 대각선 치수가 대략 51 cm인 페이스플레이트 패널의 경우, 상기 2쌍의 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)는 나일론과 같은 절연 물질로 이루어지며, 두께는 대략 2.5 mm이고 높이는 대략 5 cm 이다. 상기 2쌍의 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)의 유전율은 진공의 3배이다.
마찰 전기로 하전된 형광 물질이 분사되기 시작하면, 상기 2쌍의 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)에는 하전된 형광 물질의 일부와의 충돌로 인해서 전하가증가되며, 이는 증가된 전하가 전기장의 중성 성분을 중화시키고 하전된 형광 물질과 실드와의 충돌이 정지할 때까지 계속된다. 51cm EPS 패널의 경우 형광 물질의 형성되는 전하는 전형적으로 10 마이크로쿨롱(μC)이다. 초기에 실드에 형성되는 2 μC의 전하는 패널에 형성되는 전하의 상당한 부분이다. 패널에 전하가 연속적으로 형성되는 동안 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)를 청소하지 않으면, 보통 건조 공기의 경우, 실드의 전하는 여러번 패널에 전하가 형성되는 동안 보존된다. 그러나, 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68) 근방의 정전기 상태는 일정하지 않다. 예를 들면, 잠전하상에 대한 형광 입자의 부착이 완료되면, 페이스플레이트 패널(12)을 현상 장치(40)로부터 꺼내게 된다. 페이스플레이트 패널(12)을 넣고 꺼내는 것을 용이하게 하기 위해서, 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)는 패널 내부의 측벽으로부터 멀어지며, 따라서 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)의 하전된 표면과 패널의 접지된 측벽 사이의 커패시턴스가 변하게 된다. 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)의 전하가 일정하고, V가 커패시터 전압, Q가 저장된 전하, C가 실드의 커패시턴스일 때 V = Q/C 이므로, 커패시턴스가 감소함에 따라 실드의 국소 전압이 증가하고, 이 전압 변화로 인해서 실드 상의 형광 물질의 횡방향 이동, 또는 전하 마이그레이션(charge migration)이 발생한다. 그 결과 축적된 형광 물질이 실드로부터 변위 또는 제거될 수 있고, 이에 따라 광수용체에 원하지 않는 형광 물질이 부착될 수 있으며, 패널에 결함이 발생할 수 있다. 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)에 형광 입자가 축적되는 것을 방지하기 위해서, 현상 장치(40)에 패널(12)을 넣기 전에 상기 실드를 양이온으로 프라이밍한다. 패널 스커트 측벽실드(66 및 68)를 프라이밍하기 위해서, 접지판 또는 OC층으로 피복된 패널을 현상 장치 내에 배치하고 노즐(64)로부터 배면 전극(52)과 패널(12) 사이의 표류 공간에 양이온을 분사한다. 이 양이온이 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)에 부착되어 이 실드에서 전기장의 중성 성분을 제거하며, 따라서 후속하는 형광 물질 부착 공정에서 실드에 양으로 하전된 입자가 끌려서 축적되는 일이 없게 된다.
표류장에 양이온을 분사하는 또 다른 접근 방법은 표류 공간의 공기를 이온화하는 것이다. 이는 예를 들면 이온 조사에 의해 달성될 수 있다. 바람직하게는 양전하가 하전된 배면 전극(52)과 인접한 구역에서 표류 공간 내의 공기가 이온화되면, 양전하가 하전된 배면 전극에 의해 음이온이 수집되고, 양이온은 접지된 페이스플레이트 패널을 향해 표류하게 된다. 양이온은 또한 접지된 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)로 이끌리게 된다.
현상 장치(40)로부터 페이스플레이트 패널(12)을 넣고 꺼내는 동안 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)가 패널(12) 내부의 측벽으로부터 멀어지는 경우 실드(66 및 68)의 커패시턴스의 전하를 크게 감소시키는 방법의 하나는, 도 6에 도시된 접지판(70)을 실드(66 및 68)의 배면이나, 측벽과 마주하는 표면에 마련하는 것이다. 접지판(70)과 하전된 실드(66 및 68)에 의해 형성된 시스템의 커패시턴스는 실드가 이동하는 동안에 변하지 않으며, 따라서 실드의 국소 전압 또한 변하지 않는다. 따라서, 실드(66 및 68) 상의 형광 물질의 횡방향 이동이 크게 감소된다.
도 7에는 현상 장치(140)의 제2 실시예가 도시되어 있다. 이 제2 실시예에서는, 제1 실시예에서와 동일한 구성 요소를 지시하는 도면 부호는 그대로 사용하였다. 현상 장치(140)는 측벽(44)과, 이 측벽(44)의 일단을 폐쇄하는 바닥부(46)와, 상기 측벽(44)의 타단을 폐쇄하며 상기 페이스플레이트 패널(12)의 내부에 접근하기 위한 개구(50)를 갖는, 바람직하게는 플렉시글라스(PLEXIGLAS) 또는 다른 절연 물질로 이루어진 패널 지지체(48)를 구비하는 현상 장치 탱크(42)를 포함한다. 이 현상 장치 탱크(42)의 측벽(44) 및 바닥부(46)는 접지된 금속 실드로 외부가 둘러싸인 플렉시글라스(PLEXIGLAS)와 같은 절연체로 이루어진다. 상기 현상 장치 탱크(42) 내에는 상기 페이스 플레이트 패널(12)의 내면의 중심으로부터 아래로 대략 36 cm 의 간격을 갖고 배면 전극(152)이 위치한다. 이 배면 전극(152)에는 대략 35 KV의 양의 퍼텐셜이 인가되며, 광수용체(36)의 유기 전도체는 접지되어 있다. 상기 배면 전극(152)의 크기는 51 cm x 41.3 cm 이며, 페이스플레이트 패널(12)의 중앙으로부터 대략 36 cm 아래에 위치한다. 상기 배면 전극(152)은 광수용체(36)의 OC층에 대해 35 kV의 양의 퍼텐셜로 편향되어 있다. 상기 배면 전극(152)에는 대략 17.8 cm의 간격을 두고 있는 2개의 노즐(161 및 162)을 갖는 회전 노즐 조립체를 수용하는 개구가 형성된다. 페이스플레이트 패널(12)에 대한 형광 입자의 부착에 있어서의 균일성은, 1995년 12월 19일에 리들(Riddle) 등에게 허여된 미국 특허 제5,477, 285호에 기재된 바와 같이 회전 노즐의 각도 배향을 조정할으로써 제어된다.
전술한 바와 같이, 원하는 발광색을 갖는 건조 분말 입자 형태의 형광 물질이, 예를 들면 오거(도시하지 않았음)에 의해서 형광 물질 공급기(54)로부터 관(56)을 통과하는 공기의 흐름 내로 분산되며, 따라서 벤투리(58)에서 공기와 형광 입자가 혼합된다. 이 공기와 형광 물질의 혼합물은 관(60)으로 이송되며, 이 관(60)에서는 형광 입자와 관(60)의 내면과의 접촉으로 인해서 형광 분말에 마찰 전기가 하전된다. 예를 들면, 형광 물질에 양전하를 하전시키기 위해서 폴리에틸렌 관(60)을 사용한다. 상기 공기와 형광 물질의 혼합물은 회전 노즐 조립체(161)로 지향되어 노즐(162)로부터 탈출한다. 형광 물질이 직사각형 페이스플레이트 패널(12)의 내부 측벽에 부착되는 것을 방지하기 위해서, 전술한 바와 같이 2쌍의 패널 스커트 측벽 실드(66 및 68)를 사용해서 직사각형의 실드 어레이를 형성한다. 이들 파라미터를 사용해서 형광 물질을 부착하는 데에 걸리는 시간은 대략 45초이다.
2개의 페이스플레이트 패널(12)에 대해 50회의 현상 사이클을 사용하여 테스트를 행하였다. 한 페이스플레이트 패널의 경우에는, 이 패널과 마주하는 스커트 측벽 실드(66 및 68)의 표면에 접지판(70)이 부착되어 있지 않으나, 다른 페이스플레이트 패널에는 부착되어 있다. 상기 스커트 측벽 실드(66 및 68)는 2회의 테스트 모두에서 고정되지 않고 조정 가능하였다. 접지판(70)의 효율은 2개의 80 mm x 80 mm 샘플 구역을 각 패널에 형성하고, 한 구역에서 형광 입자의 큰 덩어리의 개수를 측정하고, 다른 구역에서 교차 오염(cross contamination)의 양을 측정함으로써 결정하였다. 교차 오염은 상이한 색으로 지정된 라인 위치에 부착되는 주어진 색의 형광 입자의 개수로 정의된다. 덩어리의 개수를 측정한 샘플은 패널의 8시 방향 대각선 코너에 위치하고, 교차 오염을 측정한 샘플은 패널의 6시 방향 엣지에 위치했다. 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 패널 번호 | 접지판 | 덩어리 개수 | 교차 오염 발생 회수 |
| AF0019 | 없음 | 350 | 599 |
| AM0047 | 있음 | 6 | 150 |
스커트 측벽 실드(66 및 68)에 접지판(70)이 있는 경우에 패널의 결함이 크게 감소된 것을 알 수 있다.
Claims (5)
- 적절하게 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질을 사용하여, 주변 측벽을 갖는 페이스플레이트 패널의 내면에 부착된 광수용체에 형성되는 정전 잠전하상(electrostatic latent charge image)을 현상시키는 장치로서,측벽과, 이 측벽의 일단을 폐쇄하는 바닥부와, 상기 측벽의 타단을 폐쇄하며 상기 페이스플레이트 패널 접근용 개구를 갖는 패널 지지체를 구비하는 현상 장치 탱크와, 이 현상 장치 탱크 내에서 상기 페이스 플레이트 패널의 내면으로부터 일정 간격을 갖고 상기 페이스 플레이트 패널의 내면과 나란하게 위치하고, 또한 상기 광수용체와의 사이에 표류장(drift field)을 형성하는 퍼텐셜이 인가되는 배면 전극과, 상기 적절하게 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질을 상기 현상 장치 탱크 내의 상기 배면 전극과 상기 페이스플레이트 패널 사이에 분사하는 하나 이상의 분사기를 포함하며, 상기 적절하게 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질은 상기 배면 전극에 인가된 퍼텐셜과 동일한 극성의 전하를 갖고, 따라서 상기 적절하게 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질은 상기 페이스플레이트 패널 상의 광수용체를 향해 지향되며, 상기 페이스플레이트 패널의 주변 측벽의 둘레에는 상기 적절하게 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질을 반발시키는 패널 스커트 측벽 실드 어레이가 위치하는 것인 잠전하상 현상 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 패널 스커트 측벽 실드 어레이는 2쌍의 절연 부재를 포함하는 것인 잠전하상 현상 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 절연 부재는 각 절연 부재의 일면에 접지판을 추가로 포함하는 것인 잠전하상 현상 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 접지판은 상기 페이스플레이트 패널의 주변 측벽과 마주하는 절연 부재의 일면에 위치하는 것인 잠전하상 현상 장치.
- 적절하게 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질을 사용하여, 음극선관(CRT)에 있어서 주변 측벽을 갖는 페이스플레이트 패널의 내면에 부착된 광수용체에 형성되는 정전 잠전하상을 현상시키는 방법으로서,측벽과, 이 측벽의 일단을 폐쇄하는 바닥부와, 상기 측벽의 타단을 폐쇄하며 상기 페이스플레이트 패널 접근용 개구를 갖는 패널 지지체를 구비하는 탱크와, 이 탱크 내에서 상기 페이스 플레이트 패널의 내면로부터 일정 간격을 갖고 상기 페이스 플레이트 패널의 내면과 나란하게 위치하는 배면 전극과, 상기 페이스플레이트 패널의 주변 측벽의 둘레에 위치하는 패널 스커트 측벽 실드 어레이를 포함하는 현상 장치에 있어서 이 현상 장치의 상기 패널 지지체에 상기 페이스플레이트 패널을 배치하는 공정과,상기 광수용체를 접지시키는 공정과,상기 패널 스커트 측벽 실드 어레이를 하전시켜서 상기 적절하게 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질이 그 위에 축적되는 것을 방지하는 공정과,상기 배면 전극에 양의 퍼텐셜을 인가해서 이 배면 전극과 상기 광수용체와의 사이에 표류장을 형성하는 공정과,상기 적절하게 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질을 상기 현상 장치의 탱크 내의 상기 배면 전극과 상기 페이스플레이트 패널 사이에 분사하고, 이 때 상기 적절하게 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질이 상기 배면 전극에 인가된 퍼텐셜과 동일한 극성의 전하를 갖게 함으로써 상기 적절하게 마찰 전기가 하전된 건조 분말 상태의 발광성 형광 물질이 상기 페이스플레이트 패널 상의 광수용체를 향해 지향되도록 하는 공정을 포함하는 것인 잠전하상 현상 방법.
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