JP2003092073A

JP2003092073A - カラー陰極線管

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Publication number: JP2003092073A
Application number: JP2002221208A
Authority: JP
Inventors: Do Hoon Kim; ドホーンキム
Original assignee: LG Philips Displays Korea Co Ltd
Current assignee: LG Philips Displays Korea Co Ltd
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2003-03-28
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: CN1405831A; EP1294010A2; CN1585080A; EP1294010A3; KR20030023821A; JP3844722B2; US20030052590A1; CN1275284C; CN1194373C; TW578188B; US6847160B2; KR100396624B1

Abstract

(57)【要約】【課題】ファンネルの構造を最適化することによって
陰極線管の内部真空圧による応力を有効に低減できるカ
ラー陰極線管を提供する。【解決手段】カラー陰極線管のパネル1とファンネル2
とが封合されるシールラインからファンネルのヨークラ
インまでの管軸上距離をＬで、前記シールライン長さの
１／２をＬ’で、前記シールラインからヨーク部方向に
Ｌ×０．６７の位置におけるシール応力調節ラインの長
さの１／２をＡで、前記Ｌ’とＡとの差をＳで表すと
き、0.12×L' < S < 0.27×L'の相関関係を有する。こ
のようにファンネルの構造を最適化することによって、
従来の応力が集中していたシールラインおよびヨークラ
イン付近での応力をそれぞれ２５％、５３％低減し、耐
衝撃性を確保し、且つ、工程上の歩留まりも上げられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー陰極線管に
関し、特に、ファンネルの構造を最適化することによっ
て陰極線管のスリム化を具現し、これによって発生する
内部真空圧による応力を低減できるカラー陰極線管に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、一般のカラー陰極線管の構造を
示す部分断面図である。

【０００３】図１を参照すれば、カラー陰極線管は、テ
レビジョン受像機またはコンピュータモニターのような
映像表示装置で画像が具現される主要構成部であって、
大きく、前面に設けられるパネル１と、前記パネル１の
後方に設けられるファンネル２とからなる。

【０００４】また、前記パネル１とファンネル２によっ
て区画された内部には、所定の発光機能を行う蛍光面４
と、前記ファンネル２のネック(neck)部１３に内設され
て前記蛍光面４を発光させるための電子ビーム６を発射
する電子銃(図示せず)と、前記所定の蛍光面４を発光さ
せるように色を選別するシャドウマスク３と、前記シャ
ドウマスク３に張力を印加するメインフレーム７とこの
メインフレームを支持するサブフレーム８とから構成さ
れたフレームと、前記フレームが前記パネル１に結合さ
れるように前記メインフレーム７の側面に設けられてい
るバネ９と、外部地磁界が遮蔽されるように前記サブフ
レーム８に溶接して固定されているインナシールド１０
と、前記パネル１の側面部の周りに設けられて外部衝撃
を防ぐ補強バンド１２と、がさらに含まれる。

【０００５】また、前記ファンネル２のネック部１３外
側には電子銃(図示せず)から発射された電子ビーム６を
上下および左右に偏向させる偏向ヨーク５と、発射され
た電子ビーム６が正確に所定の蛍光体に撃たれるように
その進行軌道を修正する２、４、６極のマグネット１１
が備えられて色純度の不良を防止する。

【０００６】一般のカラー陰極線管の製作工程は、大き
く前工程と後工程に区分されるが、前記前工程はパネル
の内面に蛍光面を塗布する過程であり、後工程はさらに
次の諸工程からなる。

【０００７】つまり、前記後工程では、まず、蛍光面が
塗布され、内部にマスクアセンブリの内装されたパネル
とシール面にフリットの塗布されたファンネルとが高温
の炉工程で接合されるシーリング(Sealing)工程を経、
続いて封止工程ではファンネルのネック部の内面に電子
銃を挿入し、排気工程を通じて陰極線管内部を真空状態
に作った後、封入する。

【０００８】このとき、陰極線管が真空状態になると、
パネルとファンネルは高い引張応力および圧縮応力を受
けることになる。

【０００９】したがって、前記のように排気工程の後に
パネル前面にかかる高応力を分散させるための補強バン
ドが付着される補強工程を行い、これで陰極線管が完成
される。

【００１０】図２は、パネルおよびファンネルガラスの
主要部を定義した図。

【００１１】図２を参照すれば、シールラインとは、パ
ネルとファンネルとが封合される部分のことをいい、フ
ァンネルのヨークラインとは、ファンネルでボディ部と
ヨーク部(偏向ヨークが位置する部分)が結合される部分
であって、電子ビーム偏向のための偏向ヨークが最大限
パネルの方向に位置する線のことをいう。

【００１２】従来のファンネル、特に、全長の短い陰極
線管のファンネルでは、パネルとファンネルとが封合さ
れる部分であるシールライン(Seal Line)と、ボディ部
とヨーク部(偏向ヨークが位置する部分)が結合される部
分であるファンネルのヨークラインで高い引張応力を表
した。

【００１３】一方、陰極線管のスリム化は、余裕空間の
確保という次元からデジタル化とともにより重要な要素
となってきている。

【００１４】このようにスリム化する場合、既存の陰極
線管の構造に比べて体積は小さくなるものの真空程度は
同一なため、体積が減少しただけガラスにおいて真空に
よる応力負担は当然大きくなってしまう。

【００１５】また、スリム化する場合、高応力形成はパ
ネル部よりかえって相対的に厚さの薄いファンネル部で
生じる。前述の如く、特に、パネルとファンネルとが接
合されるシールライン部は高い引張応力が形成されるた
め、熱工程で破損されやすい。

【００１６】陰極線管の全長を縮める方法は、パネルの
全長を縮める方法とファンネルボディ(Body)の全長を縮
める方法があるが、実際にはファンネルのボディ部を縮
めるのが好ましい。

【００１７】なぜなら、前述したように排気工程でシー
ルライン部には真空によって高い引張応力が形成される
が、このとき、相対的に厚さの薄いファンネルはそのま
ま置き、パネルの全長のみを縮めるということは好まし
くないからである。また、パネルの全長が短くなるとバ
ンドを締め付ける空間が足りなくてなってバンド設計に
際してバンド幅が狭くなり得、これにより締め付け張力
の不足によるバンド効果低減の恐れがあるからである。

【００１８】図３は、排気工程の後陰極線管内部が真空
状態となるとき、パネルおよびファンネルガラスに加え
られる応力の分布を示すものであって、点線は圧縮応力
を、実線は引張応力を表す。

【００１９】ガラスが外部から衝撃を受けると、クラッ
ク(crack)が発生してしまうが、この際にガラス表面に
印加された引張応力は前記クラックの進行を加速させる
以外に、その強度が大きい場合にはガラスを完全に破壊
させる恐れもある。したがって、圧縮応力は、クラック
がそれ以上進行されないようにする役割を果たす。

【００２０】即ち、図３に示すように、パネルのセンタ
部、スカート中央およびファンネルの中央には圧縮応力
が加えられることから比較的衝撃に強いが、パネルのコ
ナー部およびシールライン部には引張応力が加えられる
ので衝撃に敏感となる。

【００２１】このようにガラスに発生する高い引張応力
を低減するか、或いはそれに対応する方法として、パネ
ルにおいては補強バンドを装着するとか、ガラスを熱処
理して表面の物理的強度を高めた強化ガラスを使用する
とか、パネル表面にフィルムを付着するとかの方法など
が使用されてきた。しかし、ファンネルにおいては補強
バンドの装着に対する効果が微弱であることは勿論、強
化熱処理を施した強化ガラスを使用した例もない。

【００２２】したがって、ファンネルの耐衝撃性を確保
し、応力を低減できる技術的対策が必要な現状と言え
る。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ファンネル
の構造を最適化することによって陰極線管のスリム化を
具現し、これによって発生する内部真空圧による応力を
有効に低減できるカラー陰極線管を提供することをその
目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の好ましい実施例によれば、カラー陰極線管
の前面に置かれるパネルは内面に蛍光体スクリーンを有
し、ファンネルは前記パネルに真空状態に封合され、前
記ファンネルのネック部には前記蛍光体スクリーンを発
光させる電子ビームを発射する電子銃が位置し、前記フ
ァンネルのヨーク部には前記電子ビームを偏向させる偏
向ヨークが位置し、前記電子ビームの色を選別するシャ
ドウマスクは前記パネル内面の蛍光体スクリーンに対し
て一定間隔をおいて配置され、前記シャドウマスクに張
力を印加し、支持するフレームが前記シャドウマスクの
後方に位置し、前記パネルと前記ファンネルとが封合さ
れるシールラインから前記ファンネルのヨークラインま
での管軸上距離をＬで、前記シールライン長さの１／２
をＬ’で、前記シールラインからヨーク部方向にＬ×
０．６７の位置におけるシール応力調節線の長さの１／
２をＡで、前記シールラインからＬ×０．８６の位置に
おけるヨーク応力調節線の長さの１／２をＢで、前記
Ｌ’とＡとの差をＳで、前記Ｌ’とＢとの差をＹで表す
とき、下記の相関関係を有することを特徴とする。

【００２５】0.12×L' < S < 0.27×L' および、0.46×L' < Y < 0.57×L' また、対角有効面末端と管軸上のガラス設計の基準点を
連結した直線が管軸となす角度が５０〜７０°であるこ
とが好ましい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例を
添付図面に参照しつつ詳細に説明する。

【００２７】図４の（ａ）と（ｂ）は、仮想のファンネ
ル形状を示す図であって、ファンネルボディ部の極端的
な外郭曲率の二つの形態を示す図である。

【００２８】図４（ａ）は、チューブが真空状態の場
合、シールライン部の真空応力は大きくなるもののヨー
クライン部の真空応力が低くなる形状(以下、‘比較形
状１’と称する)を表し、図４（ｂ）は、シールライン
部の真空応力は低くなるもののヨークライン部の真空応
力が大きくなる形状(以下、‘比較形状２’と称する)を
表している。

【００２９】特に、やや誇張して言えば、比較形状１は
シールライン末端とヨークライン末端を直線に連結した
断面の曲率として考えられ、比較形状２はシールライン
末端とヨークライン末端を膨らんだ曲線で連結した断面
曲率として考えられる。

【００３０】また、図５は、図４（ａ）および図４
（ｂ）の各比較形状の主要部に対する応力値をシミュレ
ーションしたものである。

【００３１】通常、ガラス設計時には真空による引張応
力を十分に考慮しなくてはならないが、従来はガラスの
限界応力値を１２MPa以下に設計した。

【００３２】しかし、比較形状１の場合はシールライン
部で１５．３MPaの応力が加えられたし、比較形状２の
場合はヨークライン部で２１．１MPaの応力が加えられ
たため、１２MPaの限界応力値を有する従来のガラスで
は応力を効果的に低減できないことは勿論、このように
高い応力が発生すると、製造工程上においても多くの難
しさが起こってしまう。

【００３３】したがって、陰極線管のスリム化の設計に
当って前記比較形状のようなファンネルボディ部形状の
比率を適用すると、応力低減を効果的に実現できない問
題点がある。

【００３４】図６は、本発明のファンネル形状を示すも
のである。

【００３５】図６を参照すれば、本発明のボディ部曲率
は結果的に比較形状１と比較形状２の両曲率との間に形
成されることがわかる。

【００３６】本発明のファンネル形状についてさらに具
体的に説明すれば次のようである。

【００３７】図７は、本発明のファンネル形状を具体的
に説明するための要素を示すものである。

【００３８】図７に示すように、シールラインからヨー
クラインまでの管軸上の長さをＬで、前記シールライン
の長さの１／２をＬ’で表す。

【００３９】また、前記シールラインからヨーク部方向
にＬ×０．６７に位置する多数の点を連結してなる線を
シール応力調節線といい、Ｌ×０．８６に位置する多数
の点を連結してなる線をヨーク応力調節線といい、前記
シール応力調節線の長さおよびヨーク応力調節線の長さ
の１／２をそれぞれＡ、Ｂで、Ｌ’とＡとの差をＳで、
Ｌ’とＢとの差をＹで表す。なお、シールライン、シー
ル応力調節線及びヨーク応力調節線の長さは、長方形パ
ネルの対角方向、横方向、縦方向でそれぞれ定義できる
が、同じ方向で定義するものとする。同じ方向で定義す
れば、いずれの方向でも本発明の条件が成り立つ。

【００４０】シール応力調節線で定義される‘Ｓ’の設
計値を最適化することによってシールラインの高応力を
低減し、また、その位置を制御することができる。前記
シール応力調節線の長さを変化させながらシールライン
に印加される高応力を測定した結果を表１に表す。

【００４１】

【表１】

【００４２】また、表１による結果をグラフ化すると、
図８のようになる。

【００４３】また、ヨーク応力調節線で定義される
‘Ｙ’の設計値を最適化することによってヨークライン
周囲の高応力を低減することができる。前記ヨーク応力
調節線の長さを変化させながらヨークラインに印加され
る高応力を測定した結果を表２に表す。

【００４４】

【表２】

【００４５】また、表２による結果をグラフ化すると、
図９のようになる。

【００４６】特に、本発明はシールラインおよびヨーク
ラインに印加される高応力を低減するために、シールラ
イン部の許容応力は最大１１．５MPa以下を基準とし、
ヨークライン部の許容応力は最大１０MPa以下を基準と
した。

【００４７】つまり、下記のような相関関係を有するよ
うに最適設計した。

【００４８】0.12×L' < S < 0.27×L' および、0.46×L' < Y < 0.57×L' 式中、Ｓは、Ｌ’とＡとの差であってシール応力調節線
上に位置し、Ｙは、Ｌ’とＢとの差であってヨーク応力
調節線上に位置する。

【００４９】すなわち、Ｓがシールライン長さの１２〜
２７％の範囲内にあり、Ｙがヨークライン長さの４６〜
５７％の範囲内にあると、シールラインおよびヨークラ
インに印加される高応力を低減できるのである。

【００５０】図１０は、本発明のファンネル形状に対す
る応力値のシミュレーション結果を示すものである。こ
こで、青色は圧縮応力を、赤色は引張応力を表す。

【００５１】図１０を参照すれば、本発明では真空のと
き発生するシールラインの高応力が従来よりシールライ
ン下端のボディ部に移動したことがわかる。

【００５２】ここで、スリム化された陰極線管に図４
（ａ）および図４（ｂ）の各比較形状と本発明のファン
ネル形状を適用し、それらの応力値を比べた結果を表す
と下記の表３のようになる。

【００５３】

【表３】

【００５４】したがって、本発明は、比較形状１に比べ
て(15.3‐11.5)/15.3=0.25、つまり２５％の応力減少効
果が得られた。

【００５５】また、比較形状２に比べては(21.1‐10.0)
/21.1=0.53、つまり５３％の応力減少効果が得られた。

【００５６】本発明は、図２で対角有効面末端と、管軸
と基準線との交差点（基準点）を連結した直線が、前記
管軸となす角度θが５０〜７０°である陰極線管を対象
として実験したものであるが、前記範囲を外れる陰極線
管にも本発明のファンネルを適用することができる。

【００５７】

【発明の効果】上述の如く、本発明は、シール応力調節
線およびヨーク応力調節線の長さを調節することによっ
て従来の応力が集中していたシールラインおよびヨーク
ライン付近での応力を低減できる効果がある。

【００５８】また、真空によるファンネルでの高応力発
生を低減することによって耐衝撃性を確保し、且つ工程
上の歩留まりも上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般のカラー陰極線管の構造を示す部分断面図
である。

【図２】パネルおよびファンネルガラスの主要部を定義
した図である。

【図３】真空のとき応力が加えられることを示す図であ
る。

【図４】本発明の比較例であって、仮想のファンネル形
状を各々示す図である。

【図５】仮想のファンネル形状の主要部に対する応力値
を示す図である。

【図６】本発明のファンネル形状を示す図である。

【図７】本発明の要素を定義した図である。

【図８】Ｓの比率にしたがってシールラインに印加され
る応力値を示すグラフである。

【図９】Ｙの比率にしたがってヨークラインに印加され
る応力値を示すグラフである。

【図１０】本発明の応力分布を示す図である。

【符号の説明】

１…パネル２…ファンネル３…シャドウマスク４…蛍光面５…偏向ヨーク７…メインフレーム

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【手続補正書】

【提出日】平成１４年８月９日（２００２．８．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面に蛍光体スクリーンを有するパネル
と、前記パネルに真空状態に封合されたファンネルと、
前記ファンネルのネック部に位置し、前記蛍光体スクリ
ーンを発光させる電子ビームを発射する電子銃と、前記
ファンネルのヨーク部に位置し、前記電子ビームを偏向
させる偏向ヨークと、前記パネル内面の蛍光体スクリー
ンに対して一定間隔をおいて配置されて色選別の機能を
行うシャドウマスクと、前記シャドウマスクに張力を印
加し、支持するフレームとを備え、前記パネルと前記ファンネルとが封合されるシールライ
ンから前記ファンネルのヨークラインまでの管軸上距離
をＬで、前記シールライン長さの１／２をＬ’で、前記
シールラインからヨーク部方向にＬ×０．６７の位置に
おけるシール応力調節線の長さの１／２をＡで、前記
Ｌ’とＡとの差をＳで表すとき、 0.12×L' < S < 0.27×L' である相関関係を有することを特徴とするカラー陰極線
管。
【請求項２】対角有効面末端と、管軸と基準線との交
差点を連結した直線が、前記管軸と５０〜７０°の角度
をなすことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線
管。
【請求項３】内面に蛍光体スクリーンを有するパネル
と、前記パネルに真空状態に封合されたファンネルと、
前記ファンネルのネック部に位置し、前記蛍光体スクリ
ーンを発光させる電子ビームを発射する電子銃と、前記
ファンネルのヨーク部に位置し、前記電子ビームを偏向
させる偏向ヨークと、前記パネル内面の蛍光体スクリー
ンに対して一定間隔をおいて配置されて色選別の機能を
行うシャドウマスクと、前記シャドウマスクに張力を印
加し、支持するフレームとを備え、前記パネルと前記ファンネルとが封合されるシールライ
ンから前記ファンネルのヨークラインまでの管軸上距離
をＬで、前記シールライン長さの１／２をＬ’で、前記
シールラインからＬ×０．８６の位置におけるヨーク応
力調節線の長さの１／２をＢで、前記Ｌ’とＢとの差を
Ｙで表すとき、 0.46×L' < Y < 0.57×L' である相関関係を有することを特徴とするカラー陰極線
管。
【請求項４】対角有効面末端と、管軸と基準線との交
差点を連結した直線が、前記管軸と５０〜７０°の角度
をなすことを特徴とする請求項３記載のカラー陰極線
管。
【請求項５】内面に蛍光体スクリーンを有するパネル
と、前記パネルに真空状態に封合されたファンネルと、
前記ファンネルのネック部に位置し、前記蛍光体スクリ
ーンを発光させる電子ビームを発射する電子銃と、前記
ファンネルのヨーク部に位置し、前記電子ビームを偏向
させる偏向ヨークと、前記パネル内面の蛍光体スクリー
ンに対して一定間隔をおいて配置されて色選別の機能を
行うシャドウマスクと、前記シャドウマスクに張力を印
加し、支持するフレームとを備え、前記パネルと前記ファンネルとが封合されるシールライ
ンから前記ファンネルのヨークラインまでの管軸上距離
をＬで、前記シールライン長さの１／２をＬ’で、前記
シールラインからヨーク部方向にＬ×０．６７の位置に
おげるシール応力調節線の長さの１／２をＡで、前記シ
ールラインからＬ×０．８６の位置におけるヨーク応力
調節線の長さの１／２をＢで、前記Ｌ’とＡとの差を
Ｓで、前記Ｌ’とＢとの差をＹで表すとき、 0.12×L' < S < 0.27×L' および、0.46×L' < Y < 0.57×L' である相関関係を有することを特徴とするカラー陰極線
管。
【請求項６】対角有効面末端と、管軸と基準線との交
差点を連結した直線が、前記管軸と５０〜７０°の角度
をなすことを特徴とする請求項５記載のカラー陰極線
管。