KR20020053448A - 칼라음극선관의 새도우마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라음극선관용 전자총 대향면의 새도우마스크 표면에 복층의 전자반사막을 형성하고, 새도우마스크 구멍의 테이퍼면인 내측면에 단층의 전자반사막을 형성함으로써, 새도우마스크의 내측면에 부딪히는 전자들로 인하여 도밍에 미치는 악 영향을 방지하므로서 도밍현상을 저감하여 칼라음극선관의 색번짐을 방지하고 화질 특성을 향상시키는데 적합한 새도우마스크에 관한 것이다.

이에 따른 구성은 전자총 대향면의 새도우마스크 표면 또는 새도우마스크 표면과 구멍의 테이퍼면인 내측면에 전자반사막이 형성되고, 상기 전자총 대향면의 새도우마스크 표면에 형성된 전자반사막 상면에 또다시 전자반사막이 형성됨을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크.

Description

칼라음극선관의 새도우마스크{sadomask of color cathod ray tube}

본 발명은 칼라음극선관의 새도우마스크에 관한 것으로, 특히 전자총 대향면의 새도우마스크 표면에 복층의 전자반사막을 형성하고, 새도우마스크 구멍의 테이퍼면인 내측면에 단층의 전자반사막을 형성함으로써, 새도우마스크의 내측면에 부딪히는 전자들로 인하여 도밍에 미치는 악 영향을 방지하므로서 도밍현상을 저감하여 칼라음극선관의 색번짐을 방지하고 화질 특성을 향상시키는데 적합한 새도우마스크에 관한 것이다.

칼라음극선관은 도 1에 도시한 바와 같이, 내측면에 형광막(3)이 형성된 패널(1)과 내측면에 전도성을 갖는 흑연이 도포된 펀넬(2)이 융착 글라스로 봉합되어 있고, 펀넬(2)의 네크부(4)에는 3색의 화소에 대응하는 3본의 전자빔(5)을 발생시키는 전자총(6)이 장착되어 있다

그리고 형광막(3)에 근접 대향하는 위치에는 다수의 슬롯(Slot) 혹은 도트 (Dot)형상의 홀(Hole)이 배열된 색선별 전극인 새도우마스크(7)가 프레임(8)에 의해 지지되어 있고, 펀넬의 외주면에는 전자빔을 좌우로 편향시켜 주는 편향요크(9)가 장착되어 있다.

그리고 전자빔이 새도우마스크의 홀(Hole)을 통과하여 형광막에 도달되는데 있어서 지자기의 영향으로 전자빔의 편향이 일어나는 것을 방지하기 위하여 패널쪽에서 볼때 프레임 뒤쪽에 지자기 차폐를 하는 인너쉴드(Inner Shield)(10)가 부착되어 있다.

이렇게 구성된 음극선관은 전자총(6)에 영상신호가 입력되면 전자총의 캐소드로 부터 열전자가 방출되며 방출된 전자는 전자총의 각 전극에서 인가된 전압에 의하여 패널쪽으로 가속 및 집속과정을 거치면서 진행하게 된다. 이때 전자는 패널의 네크부에 장착된 마그네트의 자계에 의하여 전자빔(5)의 진행 경로가 조정되며 조정된 전자빔은 편향요크(9)에 의하여 패널의 내면에 주사되어지는데 ,편향된 전자빔의 약 20%는 새도우마스크(7)의 홀(Hole)을 통과하면서 색선별이 이루어지고선별된 전자빔(5)은 패널 내면의 형광막(3)에 충돌하여 발광시킴으로써 영상신호를 재현 한다.

한편, 전자빔의 나머지 80%는 새도우마스크의 표면에 충돌하여 온도 상승을 일으키고 이에 따라 새도우마스크는 열팽창이 일어나게 됨에 따라 새도우마스크의 면이 부풀어 오르는 것에 의해 전자빔의 랜딩(landing)위치가 변화하게 되는 도밍현상이 일어난다. 그리하여 전자빔의 미스랜딩이 증가하여 색순도(purity)가 저하 하는 현상을 보이게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 새도우마스크의 길이와 용접점 등을 변화시켜 새도우마스크를 형광막 쪽으로 이동시키거나 멀어지게 하여 형광막과 새도우마스크와의 거리를 조절하여 새도우마스크의 도밍현상을 보상하고자 하였다.

그러나 상기와 같이 새도우마스크의 도밍현상을 보상하는 것은 새도우마스크가 열팽창되어 도밍이 완료되는 시점에서 이루어지게 되므로 초기 도밍에 따른 해상도의 저하를 방지할 수 없는 문제점이 있다.

그리고 상기와 같은 도밍현상을 방지하기 위하여 종래에는 새도우마스크의 재질을 인바(Invar)강으로 제작한 것이 상기 미국특허 제 674,934호, 제 4,528,246호 및 일본특허공개 소59-15861호에 개시되어 있다. 상기와 같이 새도우마스크의 재질을 인바강으로 제작할 경우 새도우마스크의 열팽창을 줄일 수 있다는 이점이 있으나, 가격이 높아 경제적이지 못하며, 기계적인 가공성이 매우 좋지 않으므로 어닐링 공정 온도가 900℃ 이상으로 매우 높으며, 새도우마스크의 포밍시 금형을가열하여야 하는 등 공정이 복잡하게 되는 문제점이 있다.

새도우마스크의 열팽창을 줄이기 위한 방법으로 새도우마스크 표면에 열팽창이 적은 납, 붕산염 등의 물질을 도포하는 방법이 유럽특허 제0139379호에 공지되어 있으며, 도밍현상을 방지하는 다른 방법으로서는 단열성이 뛰어난 열적 절연물질을 코팅하는 방법이 알려져 있다. 이 방법은 전자빔에 의하여 가열된 열이 새도우마스크에 전달되는 것을 방지하는 방법으로서 이 때의 단열 물질로는 세라믹계 물질을 주로 사용하고 있다.

또 다른 방법으로는 새도우마스크 표면에 열방사물질이 우수한 물질을 코팅하거나 새도우마스크를 흑화처리하여 열복사율을 증대시키는 방법과 필립스사에 의하여 국내에 특허출원하여 특허된 국내특허 제86-1598에 의하면 전자총 표면에 전자반사물질을 함유하는 수성현탁액을 도포하는 방법이 알려져 있다.

또다른 방법으로는 새도우마스크 또는 전자총 표면에 열적 절연물질, 열방사물질, 전자반사물질과 같은 물질들을 스프레이 방법, 스퍼터링방법과 같은 통상적인 방법으로 코팅하여 사용하고 있다.

그러나 스프레이 공정이 정교하게 조절되었다고 하더라도 새도우마스크 구멍의 일부가 막히는 경우가 빈번하고 이 방법으로 형성된 코팅면은 균일하지 않다는 결점이 있다. 그리고 스퍼터링방법에 의한 것은 피복층의 두께가 얇고 또한 증착 장비가 고가이고 생산효율이 낮다는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보97-29973과 97-63326, 98-66424, 98-66425, 98-71999와 유럽특허 WO97-29504에서는 전자반사재료로서 WO₃또는 Bi₂O₃를 30-78% 사용하고 열방사 물질로서 카본, 망간산화물, 알루미늄산화물을 사용하여 스크린 인쇄용 조성물을 개발하여 새도우마스크에 스크린 인쇄하는 방법으로 도밍을 저감하고 균일한 막을 형성시켜 구멍 막힘 현상을 개선시키고 있다. 그러나 상기와 같은 기존의 특허와 다르게 하면서 종래의 방법을 이용하였을 때 보다 도밍 특성을 향상시키는데 있어서 새로운 전자반사 재료의 개발을 통하여 달성될 수 있는 여지가 많이 있다고 판단된다

그러나 종래의 방법을 이용하여 전자반사막을 형성할 경우 도 2와 같이 전자반사막(11)은 전자총 대향면의 새도우마스크 구멍(12) 바깥인 표면(13)에 주로 형성되고 구멍의 테이퍼면인 내측면(14)에는 형성되지 않기 때문에 도 3과 같이 구멍 내측면에 전자빔이 충돌될 경우 이로 인한 도밍 현상이 일어난다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자총 대향면의 새도우마스크 표면에는 복층의 전자반사막을 형성하고, 새도우마스크 구멍의 테이퍼면인 내측면에는 단층의 전자반사막을 형성함과 함께 스크린 인쇄방법과 증착법을 순서에 관계없이 적용하여 실시함으로써, 새도우마스크의 내측면에 부딪히는 전자들로 인하여 도밍에 미치는 악 영향을 방지하므로서 도밍현상을 저감하여 칼라음극선관의 색번짐을 방지하고 화질 특성을 향상시키는데 적합한 새도우마스크를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 칼라음극선관의 구조도

도 2는 종래의 전자반사막이 도포된 새도우마스크의 상태도

도 3은 전자빔의 진행 상태도

도 4a는 본 발명의 새도우마스크 표면에 복층의 전자반사막이 형성된 상태도

도 4b는 본 발명의 다른 실시예를 나타난 복층의 전자반사막이 형성된 상태도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

7 : 새도우마스크 12 : 구멍

15a, 15b, 16a, 16b : 전자반사막

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전자총 대향면의 새도우마스크 표면 또는 새도우마스크의 표면과 구멍의 테이퍼면인 내측면에 전자반사막이 형성되고, 상기 전자총 대향면의 새도우마스크 표면에 형성된 전자반사막 상면에 또다시 전자반사막이 형성됨을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크로 구성된다.

도 4a는 본 발명의 하나의 실시예를 도시한 것으로, 전자총 대향면의 새도우마스크의 표면에 전자반사막(15a)을 형성한 후, 그 상면을 비롯하여 새도우마스크구멍(12)의 테이퍼면인 내측면에 전자반사막(15b)이 형성된다. 결국 새도우마스크 표면에는 복층(復層)의 전자반사막이 얻게되고, 내측면인 테이퍼면에는 단층(單層)의 전자반사막을 얻게된다.

또한 본 발명의 다른 하나의 실시예는 도 4b에 도시한 바와 같이, 전자총 대향면의 새도우마스크 표면 및 테이퍼면인 내측면에 전자반사막(16a)이 형성되고, 그 상면인 새도우마스크 표면부에 전자반사막(16b)이 형성된다.

결국 본 발명은 새도우마스크 표면에는 복층(復層)의 전자반사막이 얻게되고, 내측면인 테이퍼면에는 단층(單層)의 전자반사막이 얻게된다.

본 발명은 상기한 전자반사막을 형성함에 있어 스크린 인쇄법과 증착법을 활용하는데, 그에 따른 형성방법 순서는 어느것을 먼저하여도 관계 없다.

본 발명에 적용되는 전자반사재료는 종래의 WO₃, Bi₂O₃, PbO, Pb_2-xWO_5-X, CaWO₄, MgWO₄, 중에서 적어도 1종을 들 수 있다.

상기 원료를 이용하여 스크린 인쇄방법으로 전자반사막을 도포할 경우 페이스트(Paste)의 조성은 상기 WO₃, Bi₂O₃, PbO, Pb_2-xWO_5-X, CaWO₄, MgWO₄, 중에서 적어도 1종이 100중량부이고, 범랑재료인 프리트(Frit)가 40∼70중량부, 비히클(Vehicle)이 30∼60중량부로 조성되게 한다.

상기 페이스트에서 프리트가 70중량부 이상 되면 점도가 높아져 스크린 인쇄가 어려울 뿐만아니라 접착력이 저하되고, 40중량부 이하가 되면 점도가 낮아져 스크린 인쇄 시 새도우마스크 구멍 막힘 등이 발생할 수도 있다.

비히클은 30중량부 이하이면 인쇄 조성물의 점도가 높아져 인쇄가 어려울 뿐만 아니라 인쇄막의 건조 후 막의 접착력이 저하되며, 60중량부 이상이면 인쇄 조성물의 점도가 저하되어 인쇄 시 새도우마스크 막힘 등이 발생할 수도 있다. 그리고 비히클은 일반적으로 다음과 같이 제조할 수 있다.

비히클을 구성하는 유기바인더를 녹이기 위해 사용되는 용제는 휘발점 180∼250℃의 용제를 사용한다. 그 예로서는 부틸카비톨, 부틸카비톨아세테이트 등을 들 수 있으며 거기에 첨가되는 첨가제로서 부틸아세테이트 등을 사용할 수도 있다. 그리고 유기바인더로 에틸셀루로즈, 나이트로셀루로즈, 에폭시 등을 사용할 수 있다.

그리고 비히클의 점도는 5,000∼100,000cps로 하는데, 상기 점도가 3000cps이하면 점도가 너무낮아서 스크린 인쇄 조성물을 인쇄할 경우 새도우마스크 구멍막힘이발생할 수 있고, 100,000cps 이상에서는 점도가 너무 높아져 인쇄가 어려워진다.

상기 비히클에 상기의 무기질 원료를 넣은 후 믹서로 반죽한 다음 3본(本) 로울러로 믹싱하여 스크린 인쇄용 조성물을 제조한다. 이렇게 제조된 스크린 인쇄 조성물을 어닐링(annealing)이 끝난 새도우마스크 전자총 대향면 위에 스크린 인쇄하여 도포막을 형성한다. 상기 스크린 인쇄 시 망사와 망사간의 간극을 통하여 스크린 인쇄 조성물이 빠져나와 새도우마스크 표면에 도포된다.

인쇄 시 사용되는 제판(製版)은 스테인레스 제판 또는 실크 제판을 사용할 수 있고, 패터닝이 되지 않은 망사 제판을 사용할 수 있다. 도포막의 두께는 5∼40㎛으로 하며, 이때 도막의 두께가 5㎛이하가 되면 전자반사막에서 전자 반사의 효과가 떨어지고, 40㎛이상이 되면 새도우마스크 구멍이 막히고 건조된 막을 갖는 새도우마스크를 성형시 막의 박리가 일어날 뿐만아니라 음극선관의 형광막 형성 시 형광체의 도포가 불균일해질 수 있다.이상과 같이 새도우마스크 위에 스크린 인쇄막을 형성 후 건조하여 새도우마스크를 성형한 다음 600℃의 도시가스 분위기에서 흑화처리하여 새도우마스크 제조를 완료한다.

전자반사재의 증착물질로서는 상기 전자반사재를 비롯하여 용융점이 낮은 것이 좋으며, 예로서 Pb나 Bi를 증착하는 것이 바람직하다. 증착시 진공도는 10^-10∼10^-7Torr에서 증착을 실시한다.

증착막의 두께는 0.01∼1㎛정도로 증착 처리하는데, 0.01㎛이하가 되면 전자반사막이 효과를 보기 어려우며 1㎛이상이 되면 새도우마스크 구멍이 좁아져 전자빔의 간섭으로 형광막 형성이 어렵게 된다.

상기와 같은 전자반사막 형성 후 흑화처리에 이어서 패널에 형광막을 형성한 후 펀넬을 패널에 부착하고 봉지하여 음극선관을 제조한다.

다음은 실시예에 따라 설명한다.

실시예 1

먼저 휘발점 180 이상되는 부틸카비톨 용제를 계량 후 거기에 고분자 접착제인 에틸셀루로즈를 녹여서 비히클을 점도가 10,000cps이고, 40중량부가 되도록한다. 이렇게 제조된 비히클에 무기원료로서 WO₃전자반사제를 100중량부, 유리질을 50중량부 넣어 혼합한 후 3본 로울러에서 균일하게 분산처리 한다. 이렇게 처리하여 제조된 스크린 인쇄 조성물을 이용하여 800∼870℃ 구간에서 수소 어닐링처리가 끝난 AK 강재인 새도우마스크에 도 4a와 같은 전자반사막을 형성시킨다. 즉, 전자총 대향면의 새도우마스크 표면(구멍을 제외한 바깥 표면부분)에 스크린 인쇄하여 10㎛ 두께로 인쇄막인 전자반사막(15a)을 형성하고, 건조하여 새도우마스크를 성형한 다음 600℃의 도시가스 분위기에서 흑화처리한다.

그 후 상기 도포된 새도우마스크 표면의 인쇄막 위와 새도우마스크 구멍의 내측면부에 Bi를 증착하여 0.2㎛ 정도의 Bi 증착막인 전자반사막(15b)을 얻어 새도우마스크 제조를 완료한다, 이렇게 만든 새도우마스크를 이용하여 29인치 칼라음극선관을 만들었다.

실시예 2

먼저 휘발점 180 이상되는 부틸카비톨 용제를 계량 후 거기에 고분자 접착제인 에틸셀루로즈를 녹여서 비히클을 점도가 10,000cps이고, 40중량부가 되도록한다. 이렇게 제조된 비히클에 무기원료로서 WO₃전자반사제를 100중량부, 유리질을 50중량부 넣어 혼합한 후 3본 로울러에서 균일하게 분산처리 한다. 이렇게 처리하여 제조된 스크린 인쇄 조성물을 이용하여 800∼870℃ 구간에서 수소 어닐링처리가 끝난 AK 강재인 새도우마스크에 도 4b와 같은 전자반사막을 형성시킨다. 즉, 전자총 대향면의 새도우마스크 표면(구멍을 제외한 바깥 표면부분)과 새도우마스크 구멍의 내측면부에 WO₃증착막을 스퍼터링으로 전자반사막(16a)을 형성한 후, 상기와 동일한 전자반사제를 이용하여 상기 전자총 대향면의 새도우마스크 표면에(즉,구멍을 제외한 바깥 표면부에 상기 전자반사막이 도포된 상부) 스크린 인쇄하여 10㎛ 두께로 인쇄막인 전자반사막(16b)을 형성하고, 건조하여 새도우마스크를 성형한 다음 600℃의 도시가스 분위기에서 흑화처리하여 새도우마스크 제조를 완료한다. 그리고 이것을 이용하여 29인치 칼라음극선관을 만들었다.

비교예 1

실시예 1 과 동일한 전자반사제로 제조된 스크린 인쇄 조성물을 이용하여 전자총 대향면의 AK강재인 새도우마스크 표면에 스크린 인쇄하여 10㎛ 두께로 인쇄막을 형성하고 건조하여 성형한 다음 600℃의 도시가스 분위기에서 흑화처리하여 새도우마스크 제조를 완료한 후 이것을 이용하여 29인치 칼라음극선관을 만들었다.

비교예 2

Bi₂O₃를 물에 분산시킨 후 물유리를 첨가, 교반하여 Bi₂O₃현탁액을 제조하였다. 그리고 형광체 도포가 끝난 후 프레임이 부착된 패널에서 새도우마스크를 분리한 후 새도우마스크의 전자총 대향면에 Bi₂O₃으로된 현탁액을 스프레이 도포하고 이것을 패널에 결합하여 칼라음극선관을 제조하였다.

상기 실시예와 비교예를 이용하여 제조된 새도우마스크를 칼라음극선관에 대하여 도밍 특성을 평가하였다. 평가지점은 화면 중앙으로부터 3시 방향으로 12cm되는 지점에서 최대 도밍량을 평가하였다.

도밍효과(D.E=Doming Effect)를 다음의 식에 따라 계산하였다.

D.E=미스렌딩_(미코팅)-미스렌딩_(코팅)/미스렌딩_(미코팅)

미스렌딩_(미코팅): 전자반사막이 형성되지 않은 새도우마스크을 사용시 발생되는 미스렌딩

미스렌딩_(코팅): 전자반사막이형성된 새도우마스크를 사용시 발생되는 미스렌딩

상기 계산에 따른 도밍평가 결과를 (표 1)에나타내었다.

	실 시 예	비 교 예
	1	2	1	2
도밍특성(㎛)	34	39	50	60
도밍효과(%)	65	59	47	37

이상에서와 같이 본 발명은 전자총 대향면의 새도우마스크 표면에 복층의 전자반사막을 형성하고, 새도우마스크 구멍의 테이퍼면인 내측면에 단층의 전자반사막을 형성함으로써, 새도우마스크의 내측면에 부딪히는 전자들로 인하여 도밍에 미치는 악 영향을 방지하므로서 도밍현상을 저감하여 칼라음극선관의 색번짐을 방지하고 화질 특성을 향상시키는데 적합한 효과를갖는 새도우마스크를 얻게된다.

Claims (5)

1. 전자총 대향면의 새도우마스크 표면 또는 새도우마스크 표면과 구멍의 테이퍼면인 내측면에 전자반사막이 형성되고,상기 전자총 대향면의 새도우마스크 표면에 형성된 전자반사막 상면에 또다시 전자반사막이 형성된 것으로 이루짐을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크
2. 제 1항에 있어서,

   전자반사막이 형성법의 순서와 관계없이 스크린 인쇄법과 증착법으로 형성된 것 임을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크
3. 제 1항에 있어서,

   전자반사막이 WO₃, Bi₂O₃, PbO, Pb_2-xWO_5-X, CaWO₄, MgWO₄, 중에서 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크
4. 제 2항에 있어서,

   스크린 인쇄법에 의해 형성된 전자반사막 두께가 5∼40㎛인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크
5. 제 2항에 있어서,

   증착법에 의해 형성된 전자반사막의 두께가 0.01∼1㎛인 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 새도우마스크