KR100261125B1 - 칼라 음극선관 - Google Patents

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Abstract

내측면에 형광막이 형성된 패널 및 상기 패널에 대하여 봉착되는 퍼넬과; 상기 퍼넬의 넥크부 내측에 설치된 전자총과; 상기 퍼넬의 넥크부 외측에 설치된 편향 요오크와; 상기 패널의 내측에 설치된 섀도우 마스크 프레임 조립체;를 구비하는 칼러 음극선관에 있어서, 상기 형광막은 상기 칼라 음극선관에 대한 전원의 인가시와 전원의 차단시에 색상의 변환이 발생되는 재료를 이용하여 형성된 소정 패턴의 코팅층 및, 상기 코팅층 위에 소정 패턴으로 도포된 레드, 그린, 블루의 형광체를 구비하여 형성된 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관이 제공된다. 본 발명에 따른 칼러 음극선관은 전원 차단시에 패널의 미관이 향상된다.

Description

칼라 음극선관
본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원 인가 및 차단시에 색상 변환이 가능한 코팅층을 패널 내측면에 가지는 칼러 음극선관에 관한 것이다.
통상적으로 칼라 음극선관(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 투명창으로서 화면의 재생시에 영상을 재현하는 스크린면(11a)을 가진 패널(11), 상기 스크린면(11a)의 내면에 형성된 소정 패턴의 형광막(12), 패널(11)의 내부에 설치되는 섀도우 마스크 프레임 조립체(13), 상기 패널(11)과 봉착되어 칼라 음극선관(10)의 외용기를 형성하며 네크부(14a)에 전자총(15)이 봉입된 펀넬(14) 및, 이 펀넬(14)의 콘부(14b)에 설치되는 편향 요오크(16)를 구비하여 이루어진다. 패널(PANEL) 내면에서 칼라 화상을 형성하기 위한 형광막(12)은 레드, 그린 및 블루의 삼색 형광체가 소정 패턴의 화소로서 형성되는데, 패널의 주변부에서 산란한 전자가 형광막에 주사되어 주변의 형광체를 여기시키게 된다. 화소들 사이에는 블랙 매트릭스(black matrix)가 형성됨으로써 형광체의 여기시의 상호 간섭을 방지한다.
도 1에 도시된 음극선관에서 패널(11)의 내측에 형성된 형광막의 개략적인 단면이 원 A내에 확대 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 패널(11)의 내측면에는 블랙 매트릭스(B.M.)가 소정 패턴으로 형성되고, 상기 블랙 매트릭스 사이에 레드(R), 그리인(G) 및, 블루(B)의 형광체가 또한 소정 패턴으로 형성된다. 도면에 도시되지 아니한 알루미늄 반사막이 레드, 그리인 및 블루의 형광체에 도포될 수 있다.
위와 같이 블랙 매트릭스 및 형광체들로 형성된 형광막을 가지는 칼러 음극선관에 있어서, 전원이 인가되면 전자총(15)에서 발생된 열전자가 편향 요크(16)의 작용에 의해 편향되어 패널(12)의 내측면에 형성된 형광막의 형광체를 여기시킴으로써 영상을 표시하게 된다. 그런데, 전원이 차단되면 열전자의 발생이 중단되고, 패널(12)의 외측에 있는 시청자는 투명한 패널(12)을 통해서 패널(12)의 내측면에 형성된 블랙 매트릭스(B.M) 및 형광체를 관찰할 수 있게된다. 이때 형광체는 여기되지 않은 상태이므로 전체적으로 흑색을 띄게 된다. 이처럼 전원 차단시에 컬러 음극선관의 패널(12)이 흑색을 띄는 것은 칼러 음극선관의 미관을 저하시키게 된다. 즉, 일반적인 칼러 음극선관에서 전원이 인가되지 않은 상태에서는 패널에 나타내는 색이 블랙 매트릭스의 색상인 흑색에 한정되어 있으므로, 미관을 해치는 것이다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전원이 차단되었을때 칼러 음극선관의 패널 외표면의 미관을 개선할 수 있도록 패널 내측에 색상 변환이 가능한 코팅 층을 가지는 칼러 음극선관을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 패널 내측에 일렉트로크로믹(electrochromic) 재료, 포토크로믹(photochromic) 재료, 또는 써모크로믹(thermochromic) 재료를 이용한 코팅층을 형성한 칼러 음극선관을 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼러 음극선관의 패널의 일부에 대한 개략적인 단면도이며, 이는 도 1에서 원 A로 표시된 단면도에 대응하는 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 칼러 음극선관의 패널의 일부에 대한 개략적인 단면도이며, 이는 도 1에서 원 A로 표시된 단면도에 대응하는 것이다.
도 4는 일렉트로크로믹 재료를 이용한 다층막 구조에 대한 개략적인 단면도이다.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
10. 칼라 음극선관 11. 패널
12. 형광막 13. 섀도우 마스크 프레임 조립체
14. 펀넬 15. 전자총
16. 편향 요오크 22. 패널
23. 코팅층 32. 패널
33. 코팅층 B.M. 블랙 매트릭스
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 내측면에 형광막이 형성된 패널 및 상기 패널에 대하여 봉착되는 퍼넬과; 상기 퍼넬의 넥크부 내측에 설치된 전자총과; 상기 퍼넬의 넥크부 외측에 설치된 편향 요오크와; 상기 패널의 내측에 설치된 섀도우 마스크 프레임 조립체;를 구비하는 칼러 음극선관에 있어서, 상기 형광막은 상기 칼라 음극선관에 대한 전원의 인가시와 전원의 차단시에 색상의 변환이 발생되는 재료를 이용하여 형성된 소정 패턴의 코팅층 및, 상기 코팅층 위에 소정 패턴으로 도포된 레드, 그린, 블루의 형광체를 구비하여 형성된 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관이 제공된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 소정 패턴의 코팅층은 전원 인가시에는 흑색으로 변환되고, 전원 차단시에는 고유 색상으로 변환된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 소정 패턴의 코팅층은 일렉트로크로매틱 재료의 다층막으로써 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 일렉트로크로매틱 재료는 WO3,V2O5,KxWO3, MoO3, IrO2, NiO, Ni(OH)2, Nb2O5, Rh2O3, Fe4(Fe(CN)6)3, TiO2-CeO2, TiO2, Cr2O3들중 어느 하나이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 소정 패턴의 코팅층은 포토크로매틱 재료로써 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 소정 패턴의 코팅층은 써모크로매틱 재료로써 형성된다.
또한 본 발명에 따르면, 내측면에 소정 패턴의 블랙 매트릭스와 형광체가 도포된 형광막을 가진 패널 및 상기 패널에 대하여 봉착되는 퍼넬과; 상기 퍼넬의 넥크부 내측에 설치된 전자총과; 상기 퍼넬의 넥크부 외측에 설치된 편향 요오크와; 상기 패널의 내측에 설치된 섀도우 마스크 프레임 조립체;를 구비하는 칼러 음극선관에 있어서, 상기 형광막과 상기 패널 내측면 사이에 상기 칼라 음극선관에 대한 전원의 인가시와 전원의 차단시에 색상의 변환이 발생되는 재료를 전면 코팅하여 형성된 코팅층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 코팅층은 상기 칼러 음극선관에 대한 전원의 인가시에는 상기 형광체의 발광을 투과시킬 수 있을 정도로 투명해지고, 상기 칼러 음극선관에 대한 전원의 차단시에는 상기 코팅층의 고유 색상을 관찰할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 코팅층은 일렉트로크로매틱 재료의 다층막으로써 형성된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼러 음극선관의 패널의 일부에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있으며, 이러한 도면은 도 1에서 원 A로 표시된 단면도에 대응하는 것이다.
도면을 참조하면, 패널(22)의 내측에는 코팅층(23)이 소정 패턴으로 형성되는데, 이러한 코팅층(23)의 형성 위치는 도 1에서 블랙 매트릭스(B.M)의 형성 위치와 일치한다. 즉, 코팅층(23)은 소정 패턴으로 형성되는 레드, 그린, 블루의 형광체들 사이의 경계에서 패널(22)의 내측면에 형성된다. 도면에 도시된 바와 같이 코팅층(23)과 레드, 그린 블루의 형광체에 의해서 본 발명에 따른 형광막이 형성된다.
코팅층(23)의 재료로는 공지된 일렉트로크로믹(electrochromic) 재료, 포토크로믹(photochromic) 재료, 또는 써모크로믹(thermochromic) 재료가 사용될 수 있다. 이러한 재료들은 당해 기술 분야에서 공지된 것이며, 그에 관해서는 이후에 보다 상세히 설명될 것이지만, 그 특성을 간단히 설명하면 다음과 같다.
일렉트로크로믹 재료(electrochromic material)는 전자총의 열전자가 형광막의 형광체에 충돌할때 발생되는 잔존 전자에 의해, 또는 열전자의 직접적인 충돌에 의해 그 에너지 밴드갭이 변화하게 되며, 이때 색상이 변하게 된다. 즉, 전원이 차단된 상태에서는 열전자의 충돌이 없으므로 고유의 색상을 나타내게 되지만, 전원이 인가되어 열전자가 충돌하게 되면 블랙 매트릭스와 마찬가지로 흑색을 띄도록 설계될 수 있다. 따라서 전원이 차단된 상태에서는 소정의 색상, 예를 들면 청색이나 녹색등을 띄므로 칼러 음극선관의 미관이 개선될 수 있으며, 전원이 인가된 상태에서는 흑색으로 변환될 수 있다. 즉, 전원 차단 상태에서는 청색이나 녹색등의 색상으로 미관 개선 효과를 기대할 수 있으며, 전원 인가 상태에서는 일반적인 칼러 음극선관에서 블랙 매트릭스가 수행하는 기능을 발휘할 수 있는 것이다.
포토크로믹 재료는 광의 파장에 따라 재료의 색깔이 변화되는 특성을 가진다. 예를 들면 실버 할라이드(silver halide)는 분산된 유리를 도 2와 같이 코팅막으로 형성하였을 경우, 전원이 인가되지 아니한 상태에서는 외광에 노출되어 실버 할라이드가 여기되어 검은색으로 바뀌고, 전원이 인가된 경우에는 형광체로부터 나오는 가시광선 및 자외선을 흡수하여 형광체 사이의 빛 간섭을 막고, 코팅되지 아니한 부분을 통하여 형광빛이 투과되므로 블랙 매트릭스의 기능을 수행할 수 있다.
써모크로믹 재료는 온도에 따라서 색상이 변화하는 특성을 가진다. 음극선관내에서는 전원의 인가시와 차단시에 온도의 변화가 발생하며, 이러한 온도의 변화에 따라서 패널 내측면에 형성된 코팅층의 색상이 변화하게 된다. 즉, 전자총에서 발생하는 열전자가 패널 내측면에 형성된 형광면에 충돌할때 발생되는 열에 의해서 써모크로믹 재료가 여기된 후 발광하여 색을 낼 수 있다. 전원 차단시에는 열전자의 충돌이 없으므로 음극선관은 상온의 상태를 유지하며, 따라서 음극선관의 외측에서는 써모크로믹 재료의 고유한 색상을 관찰할 수 있다. 반면에 전원을 인가하였을 경우에는 써모크로믹 재료가 흑색으로 변환될 수 있으며, 이때 써모크로믹 재료는 블랙 매트릭스의 기능을 할 수 있다.
도 3에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 칼러 음극선관의 패널의 일부에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있으며, 이러한 도면은 도 1에서 원 A로 표시된 단면도에 대응하는 것이다.
도면을 참조하면, 패널(32)의 내측면에는 전면에 걸쳐 코팅층(33)이 형성된다. 이러한 코팅층(33)은 위에서 설명한 바와 같은 일렉트로크로믹 재료, 포토크로맥 재료, 또는 포토크로믹 재료일 수 있으며, 이러한 재료들은 전원 차단시에는 고유의 색상을 가지는 반면에, 전원 인가시에는 투명한 상태로 변환되는 특성을 가져야만 한다. 코팅층(33)에는 다시 통상의 블랙 매트릭스(B.M.)와 레드, 그린, 블루의 형광체로 이루어지는 형광막 패턴이 형성된다.
도 3에 도시된 것과 같은 전면 코팅층(33)을 가진 칼러 음극선관에서, 전원이 인가되지 않을 경우에는 음극선관의 외측에서 코팅층(33)을 관찰할 수 있다. 코팅층(33)은 청색 또는 녹색과 같은 고유의 색깔을 가지도록 설계될 수 있으며, 따라서 관찰자는 종래 칼러 음극선관에서 관찰되는 흑색이 아닌 청색 또는 녹색등의 색상을 관찰할 수 있다. 반대로 전원이 인가된 경우에는 코팅층(33)이 투명한 상태로 변환되므로, 관찰자는 통상의 음극선관에서와 같이 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 형광체가 표시하는 영상을 관찰할 수 있으며, 이때 블랙 매트릭스(B.M.)는 형광체 사이의 광 간섭을 방지할 수 있다.
이하, 위에서 언급된 공지의 일렉트로크로매틱 재료, 포토크로매틱 재료 및, 써모크로매틱 재료에 대해서 간단히 설명하기로 한다.
도 4에는 일렉트로크로매틱 재료를 이용한 다층막 구조가 개략적인 단면으로서 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 기판(41)의 상부에는 투명한 제 1 의 전자 도전층(42), 음극층(43), 이온 도전층(44), 양극(45) 및, 투명한 제 2 의 전자 도전층(46)이 순차적으로 적층 형성된다. 컬러 음극선관에서는 기판(41)이 패널면에 대응될 것이다.
제 1 및 제 2의 전자 도전층(42,43)은 예를 들면 ITO 재료, 주석 산화물, 도핑된 아연 산화물등과 같은 재료로 형성된다. 제 1 및 제 2의 전자 도전층(42,43)에 층에 근접한 음극 및 양극층(43,45)은 일렉트로크로믹 전극층과 대응 전극층으로서 각각 형성되며, 중간의 이온 도전층(44)은 세퍼레이터 층으로서 형성된다. 예를 들면, 일렉트로크로믹 전극으로서는 WO3재료가 사용될 수 있으며, 대응 전극층으로서는 V2O5가 사용될 수 있다. 세퍼레이터 층으로서는 LiNbO3와 같은 리튬 도전체가 사용될 수 있다. 이와 같이 형성된 다층막에서 음전위를 WO3층과 양극으로서의 V2O5인가하면, 다음과 같은 반응이 이온 도전층을 통해서 색상의 변환과 함께 발생한다.
LixV2O5↔xLi +xe-
WO3+xLi +xe-↔ LixWO3
즉, 위와 같은 반응에 있어서, 반응전에는 무색이었던 것이, 반응후에는 고유한 색상을 띄게 된다. 예를 들면 WO3의 경우에는 투명색에서 청색으로 상호 변환될 수 있다. 일렉트로크로믹 재료로 사용될 수 있는 것으로서는, 위에 언급된 텅스텐 산화물 이외에 바나듐 산화물들을 사용할 수 있으며, 그 밖에도 KxWO3, MoO3, IrO2, NiO, Ni(OH)2, Nb2O5, Rh2O3, Fe4(Fe(CN)6)3, TiO2-CeO2, TiO2, Cr2O3등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 칼러 음극선관은 전원이 차단된 경우에 패널의 색상이 특정하게 유지되거나 또는 거울과 같은 반사면으로서 유지되므로 관찰자에게 향상된 미감을 제공하는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 내측면에 형광막이 형성된 패널 및 상기 패널에 대하여 봉착되는 퍼넬과; 상기 퍼넬의 넥크부 내측에 설치된 전자총과; 상기 퍼넬의 넥크부 외측에 설치된 편향 요오크와; 상기 패널의 내측에 설치된 섀도우 마스크 프레임 조립체;를 구비하는 칼러 음극선관에 있어서,
    상기 형광막은 상기 칼라 음극선관에 대한 전원의 인가시와 전원의 차단시에 색상의 변환이 발생되는 재료를 이용하여 형성된 소정 패턴의 코팅층 및,
    상기 코팅층 위에 소정 패턴으로 도포된 레드, 그린, 블루의 형광체를 구비하여 형성된 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정 패턴의 코팅층은 전원 인가시에는 흑색으로 변환되고, 전원 차단시에는 고유 색상으로 변환되는 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  3. 제1항에 있어서, 상기 소정 패턴의 코팅층은 일렉트로크로매틱 재료의 다층막으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  4. 제3항에 있어서, 상기 일렉트로크로매틱 재료는 WO3,V2O5,KxWO3, MoO3, IrO2, NiO, Ni(OH)2, Nb2O5, Rh2O3, Fe4(Fe(CN)6)3, TiO2-CeO2, TiO2, Cr2O3들중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  5. 제1항에 있어서, 상기 소정 패턴의 코팅층은 포토크로매틱 재료로써 형성되는 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  6. 제1항에 있어서, 상기 소정 패턴의 코팅층은 써모크로매틱 재료로써 형성되는 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  7. 내측면에 소정 패턴의 블랙 매트릭스와 형광체가 도포된 형광막을 가진 패널 및 상기 패널에 대하여 봉착되는 퍼넬과; 상기 퍼넬의 넥크부 내측에 설치된 전자총과; 상기 퍼넬의 넥크부 외측에 설치된 편향 요오크와; 상기 패널의 내측에 설치된 섀도우 마스크 프레임 조립체;를 구비하는 칼러 음극선관에 있어서,
    상기 형광막과 상기 패널 내측면 사이에 상기 칼라 음극선관에 대한 전원의 인가시와 전원의 차단시에 색상의 변환이 발생되는 재료를 전면 코팅하여 형성된 코팅층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  8. 제7항에 있어서, 상기 코팅층은 상기 칼러 음극선관에 대한 전원의 인가시에는 상기 형광체의 발광을 투과시킬 수 있을 정도로 투명해지고, 상기 칼러 음극선관에 대한 전원의 차단시에는 상기 코팅층의 고유 색상을 관찰할 수 있는 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  9. 제7항에 있어서, 상기 코팅층은 일렉트로크로매틱 재료의 다층막으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  10. 제9항에 있어서, 상기 일렉트로크로매틱 재료는 WO3,V2O5,KxWO3, MoO3, IrO2, NiO, Ni(OH)2, Nb2O5, Rh2O3, Fe4(Fe(CN)6)3, TiO2-CeO2, TiO2, Cr2O3들중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  11. 제7항에 있어서, 상기 코팅층은 써모크로매틱 재료로써 형성되는 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
  12. 제7항에 있어서, 상기 코팅층은 포토크로매틱 재료로써 형성되는 것을 특징으로 하는 칼러 음극선관.
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