KR100276355B1 - 칼라수상관 - Google Patents

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KR100276355B1
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신이치로 나카가와
마사츠구 이노우에
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니시무로 타이죠
가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 칼라수상관에 관한 것으로서, 칼라수상관에서 패널(20)의 유효부(22)의 외부면이 거의 평면 또는 약간의 곡률을 가진 곡면으로 설정되고 그 내부면이 적어도 중앙부 부근의 장축방향의 곡률반경이 거의 무한대가 되고 또한 그 단축방향으로 곡률을 갖는 곡면으로 형성되어 있으며, 상기 유효부의 중앙부 부근과 대각축단 부근의 두께차가 8㎜ 초과 20㎜이하, 유효부의 중앙부의 유리의 투과율이 70% 이상으로 설정하여 패널의 유효부가 평탄화되어도 그 진공외관용기의 대기압 강도, 섀도우 마스크의 곡면을 유지하는 강도 및 휘도의 열화를 방지할 수 있는 칼라수상관을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라수상관
본 발명은 칼라수상관, 특히 유효부의 평탄도가 향상된 패널을 갖고 또한 진공 외관용기의 대기압에 대한 강도 및 섀도우 마스크의 곡면을 유지하는 강도를 충분히 유지할 수 있고 패널 주변부에서의 휘도가 양호한 칼라수상관에 관한 것이다.
일반적으로 칼라수상관은 도 1에 도시한 바와 같이 유리로 만든 패널(3) 및 퍼넬(4)로 이루어진 진공외관용기(4)를 갖고 있다. 패널(3)에는 곡면으로 이루어진 실질적으로 직사각형 형상의 유효부를 갖는 페이스 플레이트(1)의 주변부에 스커트부(2)가 설치되어 있다. 패널(3)의 스커트부(2)에는 깔대기형 유리로 만든 퍼넬(4)이 접합되어 진공외관용기(4)가 구성된다. 페이스 플레이트(1)의 유효부의 내부면에는 흑색의 비발광 물질층과 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린(5)이 설치되어 있다. 또한, 이 패널(3)의 내측에는 형광체 스크린(5)과 대향하도록 섀도우 마스크(9)가 배치되어 있다. 섀도우 마스크(9)는 실질적으로 직사각형의 유효면(6)에 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 마스크 본체(7) 및 이 마스크 본체(7)의 주변부에 부착된 마스크 프레임(8)으로 구성되어 있다. 한편, 퍼넬(4)의 네크(10) 내에 전자총 어셈블리(11)가 배치되어 있다. 그리고, 이 전자총 어셈블리(11)로부터 방출되는 3전자빔(12B,12G,12R)은 퍼넬(4)의 바깥쪽에 장착된 편향장치(13)가 발생하는 자계에 의해 편향되고 섀도우 마스크(9)를 통하여 형광체 스크린(5)을 수평, 수직 주사함으로써 칼라화상이 직사각형의 유효면(6)에 표시된다.
이와 같은 칼라수상관에서 형광체 스크린(5) 상에 색의 오차가 없는 화상을 표시하기 위해서는 섀도우 마스크(9)의 마스크 본체(7)에 형성되어 있는 전자빔 통과구멍을 통과하는 각 전자빔(12B,12G,12R)이 각각 형광체 스크린(5)의 3색 형광체층에 올바르게 랜딩되는 것이 필요해진다. 그를 위해서는 패널(3)과 섀도우 마스크(9)의 위치관계가 올바르게 유지될 필요가 있다.
그런데, 최근 칼라수상관에서는 그 시인도(視認度)를 향상시키기 위해 패널의 유효부의 외부면이 평면 가까이 까지 평탄화되고 그 곡률을 작게 하는 것이 요구되고 있다. 또한, 패널의 성형성이나 시인도로부터 유효부 내부면의 곡률도 작게 할 필요가 생긴다.
그러나, 상기와 같은 평탄화된 패널을 갖는 칼라수상관에서는 상기 패널을 사용하여 형성되는 진공외관용기가 충분한 대기압 강도를 갖는지의 여부가 문제가 된다. 또한, 그 대기압 강도를 확보하기 위해서 패널의 두께를 두껍게 하면 유효부의 투과율이 저하되고 휘도가 열화되는 문제가 있다.
또한, 패널 유효부의 내부면에 설치된 형광체 스크린(5)의 3색 형광체층에 전자빔이 적절하게 랜딩되기 위해서는 전자빔의 퉁과구멍이 형성되어 있는 마스크 본체의 유효면은 패널 유효부의 내부면에 대응하여 그 곡률을 적절하게 작게 할 필요가 있다. 그러나, 마스크 본체의 유효면의 곡률이 작아지면 마스크 곡면을 그대로 유지하는 강도가 열화되고 섀도우 마스크가 변형되어 색순도의 열화를 일으킬 우려가 있다.
또한, 섀도우 마스크형 칼라수상관은 그 동작원리상, 섀도우 마스크의 전자빔 통과구멍을 지나 형광체 스크린에 도달하는 전자빔은 전자총으로부터 방출되는 전체 전자빔량의 1/3이하이고 그 이외의 전자빔은 섀도우 마스크의 전자빔 통과구멍을 통과시키지 않고 섀도우 마스크에 충돌되어 열 에너지로 변환되고 섀도우 마스크가 가열된다. 이와 같이 가열되면 섀도우 마스크는 열팽창하고 그 유효면이 형광체 스크린 방향으로 팽창하는 도밍을 일으킨다. 그 결과, 패널의 유효부의 내부면과 마스크 본체의 유효면의 간격이 변화되고 이 간격이 허용범위를 초과하면 형광체층 상에서 전자빔의 랜딩이 어긋나고 색순도가 열화된다. 이 섀도우 마스크의 열팽창에 의한 랜딩 어긋남의 크기는 화상 패턴의 휘도, 그 패턴의 지속시간 등에 따라 다르고 특히 국부적으로 고휘도 패턴을 표시하는 경우에는 국부적인 도밍이 일어나며 단시간내에 국부적으로 큰 랜딩 어긋남이 발생한다.
이와 같은 국부적인 도밍에 의한 랜딩 어긋남은 마스크 본체의 유효면의 곡율을 작게 한 경우에 커지므로, 패널의 유효부를 평탄화하는 상에서 국부적인 도밍에 의한 색순도의 열화는 피할 수 없는 문제가 되고 있다.
또한, 패널의 유효부의 외부면만을 평탄화하면 필연적으로 패널의 중앙부와 주변부의 두께차가 커지고 패널의 중앙부와 주변부에서 광투과율에 큰 차이가 발생한다. 그 결과, 패널의 중앙부와 주변부의 휘도차가 커지고 시인성이 열화되는 문제도 있다.
상기와 같이 시인도를 향상시키기 위해 패널의 유효부의 외부면을 평면 가까이 까지 평탄화하여 곡율을 작게하면 진공외관용기의 대기압 강도가 문제가 된다. 또한, 이 대기압 강도를 확보하기 위해 패널의 두께를 두껍게 하면 유효부의 투과율이 감소하고 휘도가 열화된다는 문제가 발생한다.
또한, 패널의 유효부의 평탄화에 대응하여 마스크 본체의 유효면의 곡율을 작게하면 마스크 본체의 곡면을 유지하는 강도가 열화되고 섀도우 마스크의 변형이나 국부적인 도밍에 의한 랜딩 어긋남이 발생하고 색순도의 열화가 발생한다.
본 발명의 목적은 유효부가 평탄화된 패널을 갖고 진공외관용기의 대기압 강도 및 섀도우 마스크의 곡면을 유지하는 강도를 충분히 유지하고 또한 그 휘도의 저하를 방지할 수 있는 칼라수상관을 제공하는 데에 있다.
도 1은 종래의 칼라수상관의 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 한 실시형태인 칼라수상관의 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3은 도 2에 도시한 칼라수상관의 섀도우 마스크의 마스크 본체의 유효면의 내부면형상을 도시한 도면,
도 4a, 도 4b는 도 2에 도시한 칼라수상관의 형광체 스크린의 구조를 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도,
도 5는 도 2에 도시한 섀도우 마스크의 마스크본체의 유효면의 구조를 개략적으로도시한 평면도,
도 6a, 도 6b, 도 6c는 도 2에 도시한 상기 형광체 스크린의 발광부 및 비발광부의 휘도분포를 개략적으로 도시한 그래프,
도 7은 도 2에 도시한 칼라수상관의 패널의 유효부의 투과율과 형광체 스크린의 발광부 휘도의 관계를 설명하기 위한 그래프,
도 8은 도 2에 도시한 칼라수상관 패널의 유효부의 투과율과 형광체 스크린의 비발광부 휘도의 관계를 설명하기 위한 그래프,
도 9는 도 2에 도시한 칼라수상관 패널의 유효부의 투과율과 곡면의 콘트라스트의 관계를 설명하기 위한 그래프,
도 10은 상기 칼라수상관 패널의 유효부의 단축방향 곡률반경과 투과율비의 관계를 설명하기 위한 그래프,
도 11은 본 발명의 실시형태 이외의 패널의 유효부의 내부면 형상을 도시한 도면, 및
도 12는 본 발명의 실시형태 이외의 패널의 유효부의 중심에 대한 주변부의 패인 양을 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
20: 패널 21: 퍼넬
22: 유효부(패널) 23: 형광체 스크린
24: 섀도우 마스크 25: 네크
26: 전자총 27B,G,R: 3전자빔
28: 편향장치 30: 스커트부(패널)
32: 흑색 비발광 물질층 33B,G,R: 3색형광체층
34B,G,R: 칼라필터 36: 유효면
37: 마스크 본체 38: 마스크 프레임
39: 전자빔 통과구멍 40: 브리지
Hp: 패널의 유효부 내부면의 중심에 대한 장축단 내부면의 패인 양
Vp: 패널의 유효부 내부면의 중심에 대한 단축단 내부면의 패인 양
Dp: 패널의 유효부 내부면의 중심에 대한 대각축단 내부면의 패인 양
hm: 섀도우 마스크의 유효면의 중심에 대한 장축단 내부면의 패인 양
Vm: 섀도우 마스크의 유효면의 중심에 대한 단축단 내부면의 패인 양
Dm: 섀도우 마스크의 유효면의 중심에 대한 대각축단 내부면의 패인 양
T0: 중심축 부근의 페이스 플레이트의 두께
Tt: 대각축단의 페이스 플레이트의 두께
Tc: 패널의 유효부 중앙부의 투과율
Td: 패널의 유효부 주변부의 투과율
(1)본 발명의 칼라수상관에서는 실질적으로 직사각형 형상의 유효부를 갖는 패널, 그 유효부의 내부면에 설치된 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린 및 이 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면에 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 섀도우 마스크를 갖는 칼라수상관에 있어서,
패널의 유효부의 외부면을 거의 평면 또는 약간의 곡율을 갖는 곡면으로 하고 이 유효부의 중앙부근과 대각축단 부근의 두께 차이가 8㎜ 초과 20㎜이하, 유효부의 중앙부의 유리의 투과율을 70% 이상으로 설정하고 있다.
(2)본 발명의 칼라수상관에서는 실질적으로 직사각형의 유효부를 갖는 패널, 그 유효부의 내부면에 설치된 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린 및 상기 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면에 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 섀도우 마스크를 갖는 칼라 수상관에서.
패널의 유효부의 외부면을 거의 평면 또는 약간의 곡율을 갖는 곡면으로 하고 이 유효부의 중앙부근과 대각축단 부근의 두께차가 8㎜를 초과하는 20㎜이하, 유효부의 중앙부의 유리 투과율을 70% 이상으로 설정하고 이 유효부의 내부면에 3색 형광체층의 발광색을 선택적으로 투과하는 필터를 통하여 3색 형광체층을 설치하고 있다.
(3)본 발명의 칼라수상관에서는 실질적으로 직사각형 형상의 유효부를 갖는 패널, 상기 유효부의 내부면에 설치된 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린 및 상기 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면에 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 섀도우 마스크를 갖는 칼라수상관에 있어서,
패널의 유효부의 외부면을 거의 평면 또는 약간의 곡률을 갖는 곡면으로 하고 이 유효부의 중앙부근과 대각축단 부근의 두께차이를 8㎜ 초과 20㎜ 이하, 유효부의 중앙부의 유리의 투과율을 70% 이상으로 설정하고 상기 유효부의 외부면에 투과율을 변화시키는 필터를 설치하고 있다.
(4)본 발명의 칼라수상관에서는 실질적으로 직사각형 형상의 유효부를 갖는 패널, 상기 유효부의 내부면에 설치된 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린 및 상기 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면을 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 섀도우 마스크를 갖는 칼라수상관에 있어서,
패널의 유효부의 외부면을 평면 또는 약간의 곡율을 갖는 곡면으로 하고 내부면의 적어도 중앙부 부근의 장축방향 곡율반경을 거의 무한대로 하며, 단축방향으로 곡율을 갖는 곡면으로 하고 이 유효부의 중앙부 부근과 대각축단 부근의 두께차를 8㎜ 초과 20㎜㎜이하, 유효부의 중앙부의 유리의 투과율을 70% 이상으로 설정하고 있다.
(5)본 발명의 칼라수상관에서는 실질적으로는 직사각형의 유효부를 갖는 패널, 상기 유효부의 내부면에 설치된 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린 및 상기 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형의 유효면에 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 섀도우 마스크를 갖는 칼라수상관에서,
패널의 유효부의 외부면을 거의 평면 또는 약간의 곡률을 갖는 곡면으로 하고 내부면의 적어도 중앙부 부근의 장축방향 곡율반경을 거의 무한대로 하며, 단축방향으로 곡율을 갖는 곡면으로 하고 이 유효부의 중앙부 부근과 대각축단 부근의 두께차가 8㎜ 초과 20㎜ 이하, 유효부의 중앙부의 유리의 투과율을 70%이상으로 설정하며 이 유효부의 내부면에 3색 형광체층의 발광색을 선택적으로 투과하는 필터를 통하여 3색 형광체층을 설치하고 있다.
(6)본 발명의 칼라수상관에서는 실질적으로 직사각형 형상의 유효부를 갖는 패널, 상기 유효부의 내부면에 설치된 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린 및 상기 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면에 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 섀도우 마스크를 갖는 칼라수상관에서,
패널의 유효부의 외부면을 평면 또는 약간의 곡률을 갖는 곡면으로 하고 내부면의 적어도 중앙부 부근의 장축방향 곡률반경을 거의 무한대로 하며, 단축방향으로 곡률을 갖는 곡면으로 하고 이 유효부의 중앙부 부근과 대각축단 부근의 두께차가 8㎜ 초과 20㎜이하, 유효부의 중앙부의 유리의 투과율을 70% 이상으로 설정하며 이 유효부의 외부면에 투과율을 변화시키는 필터를 설치하고 있다.
(7)본 발명의 칼라수상관에서는 (4) 내지 (6) 중 어느 칼라수상관에 있어서, 패널의 유효부 내부면을 장축방향 주변부에서 약간의 장축방향곡률을 갖는 곡면으로 설정하고 있다.
(8)본 발명의 칼라수상관에서는 (1) 또는 (4)의 칼라수상관에서 패널의 유효부 내부면의 중심에 대한 장축단 내부면의 패인 양(Hp), 단축단 내부면의 패인 양(Vp), 대각축단 내부면의 패인 양(Dp)을,
Hp＜Vp
Hp＜Dp
로 설정하고 있다.
(9)본 발명의 칼라수상관에서는 (1) 또는 (4)의 칼라수상관에서 섀도우 마스크의 유효면을, 적어도 중앙부 부근의 장축방향 곡률반경을 거의 무한대로 하고 단축방향으로 곡률을 갖는 곡면을 설정하고 있다.
(10)본 발명의 칼라수상관에서는 (9)의 칼라수상관에서 섀도우 마스크의 유효면의 중심에 대한 장축단의 패인 양(hm), 단축단의 패인 양(Vm), 대각축단의 입력양(Dm)을,
Hm＜Vm
Hm＜Dm
으로 설정하고 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 칼라수상관의 실시예에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 관한 칼라수상관의 구조를 개략적으로 도시하고 있다. 상기 칼라수상관은 실질적으로 직사각형 형상의 유리로 만든 패널(20) 및 깔대기 형상의 유리로 만든 퍼넬(21)로 이루어진 진공외관용기를 갖는다. 그 패널(20)의 페이스 플레이트는 후술하는 유효부(22)를 갖고 상기 유효부(22)의 내부면에는 형광체 스크린(23)이 설치되어 있다. 또한, 상기 형광체 스크린(23)에 대향하여 패널(20)의 내측에 섀도우 마스크(24)가 배치되어 있다. 한편, 퍼넬(21)의 네크(25) 내에 전자총 어셈블리(26)가 배치되어 있다. 그리고, 이 전자총 어셈블리(26)로부터 방출되는 3전자빔(27B,27G,27R)은 퍼넬(21)의 외측에 장착된 편향장치(28)에서 발생하는 자계에 의해 편향되고 섀도우 마스크(24)를 통하여 형광체 스크린(23)을 수평, 수직 주사함으로써 칼라화상이 유효부(22)에 표시된다.
패널(20)은 실질적으로 직사각형 형상의 유효부(22)를 갖는 페이스 플레이트의 주변부에 스커트부(30)가 설치되고 상기 스커트부(30)에 퍼넬(21)이 접합되어 있다.
특히, 이 실시예에 관한 칼라수상관에서는 페이스 플레이트의 유효부(22)의 외부면이 거의 평면, 또는 약간의 곡률(곡률반경이 거의 무한대에 가깝게 크다)을 갖는 곡면으로 형성되어 있다. 이에 대해, 페이스 플레이트의 유효부(22)의 내부면에는 도 3에 도시한 바와 같이 수평축에 상당하는 장축(X축)방향의 곡률반경을 거의 무한대로 하고 수직축에 상당하는 단축(Y축)방향으로 곡률을 갖는 원통형상 곡면으로 형성되어 있다. 보다 상세하게는 도 3에 도시한 바와 같이 수평축에 상당하는 장축(X축) 및 관축(Z축)을 포함하는 면 내 및 이에 평행한 내부면에서 그 곡률반경이 거의 무한대로 설정되며, 수직축에 상당하는 단축(Y축) 및 관축(Z축)을 포함하는 면 내 및 이에 평행한 면 내인 곡률을 갖도록 페이스 플레이트의 유효부(22)의 내부면은 원통형 곡면으로 형성되어 있다.
페이스 플레이트의 유효부(22)의 내부면의 중심을 기준으로 하는 유효부(22)의 내부면의 주변의 패임, 다시 말하면, 관축에 따른 유효부(22)의 내부면의 중심과 유효부(22) 내부면의 주변과의 거리차에 대해서는 아래의 관계로 설정되어 있다. 즉, 장축단 내부면의 패인 양(Hp)(관축을 따른 유효부(22) 내부면의 중심과 유효부(22) 내부면의 장축(Y)의 끝의 거리차(Hp)), 단축단 내부면의 패인 양(Vp)(관축을 따른 유효부(22) 내부면의 중심과 유효부(22) 내부면의 단축(X)의 끝의 거리차(Vp)) 및 대각축단의 내부면의 패인 양(Dp)(관축을 따른 유효부(22) 내부면의 중심과 유효부(22) 내부면의 대각축의 끝의 거리차(Dp))는 다음의 관계에 있다.
Hp＜Vp
Hp＜Dp
또한, 페이스 플레이트의 유효부(22)는 중앙부 부근의 관축방향의 페이스 플레이트의 두께(To)와 대각축단의 부근의 페이스 플레이트 두께(Tt)의 차(ΔTc=Tt-To)는 8㎜ 보다도 크고 20㎜ 보다도 작으며 페이스 플레이트 유효부(22)의 중앙부에서 광투과율이 70% 이상이 되도록 페이스 플레이트 유효부(22)의 중앙부의 두께(To)가 정해진다.
페이스 플레이트의 유효부(22) 내부면에 설치되는 형광체 스크린(23)은 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이 블랙 스트라이프형 형광체 스크린이고, 패널(20)의 단축방향으로 가늘고 긴 스트라이프 상의 흑색 비발광 물질층(32)이 연장되어 있고 상기 스트라이프가 장축방향으로 병렬로 배열되어 있고 또한 상기 흑색 발광물질층(32) 사이에 청색, 녹색, 적색으로 발광하는 스트라이프 형상의 3색 형광체층(33B,33G,33R)이 메워져 있다.
특히, 상기 실시예에서는 청색용, 녹색용 및 적색용 칼라필터(34B,34G,34R)이 각각 흑색 비발광 물질층(32) 사이에 설치되고 이 청색용, 녹색용 및 적색용 칼라필터(34B,34G,34R) 상에 대응하는 3색 형광체층(33B,33G,33R)이 배치되어 있다. 즉, 청색발광 형광체층(33B)에는 이 형광체층(33B)이 발광하는 청색광을 선택적으로 투과, 즉 형광체층(33B)의 발광하는 청색광을 투과하고 그 이외의 가시광을 흡수하는 청색용 칼라필터(34B)가 설치되며 녹색발광형광체층(33G)에는 상기 형광체층(33G)의 발광하는 녹색광을 선택적으로 투과, 즉 형광체층(33G)의 발광하는 녹색광을 투과하고 그 이외의 가시광을 흡수하는 녹색용 칼라필터(34G)가 설치되며, 적색발광형광체층(33R)에는 상기 형광체층(33R)의 발광하는 적색광을 선택적으로 투과, 즉 형광체층(33R)의 발광하는 적색광을 투과하고 그 이외의 가시광을 흡수하는 적색용 칼라필터(34R)가 설치되어 있다.
그 청색용 칼라필터(34B)는 알루미늄산 코발트계, 군청계 안료 등으로 형성된다. 녹색용 칼라필터(34G)는 TiO2-NiO-CoO-ZnO계, CoO-Al2O3-Cr2O3-TiO2계, CoO-Al2O3-Cr2O3계, Cr2O3계, 염소화 프탈로시아닌그린계, 브롬화 프탈로시아닌그린계 안료 등으로 형성된다. 적색용 칼라필터(34R)는 산화 제 2 철계, 안트라퀴논계 안료 등으로 형성된다.
섀도우 마스크(24)는 형광체 스크린(23)과 대향하는 유효면(36)을 갖고 상기 유효면(36)에는 전자빔이 통과하는 다수의 슬릿형상 구멍이 형성되어 있다. 섀도우 마스크(24)는 상기 유효부(36)를 갖는 실질적으로 직사각형 형상의 마스크 본체(37)와, 상기 마스크 본체(37)의 주변부에 부착된 실질적으로 직사각형 형상의 마스크 프레임(38)으로 이루어져 있다. 도 5에 도시한 바와 같이 그 마스크 본체(37)의 유효면(36)에 형성된 슬릿 형상 전자빔 통과구멍(39)은 단축방향을 따라서 브리지(40)를 통하여 직선형상으로 복수개 배치되고 상기 단축방향을 따른 전자빔 통과구멍의 배열이 장축방향을 따라서 복수열 병렬로 배치되어 있다. 그 장축방향으로 서로 인접하는 전자빔 통과구멍(39)의 열은 서로 단축방향으로 소정의 배열로 배치되어 있다.
특히, 상기 실시예에서는 마스크 본체(37)의 유효면(36)은 패널(20) 내부면의 유효부(22)에 대응하여 그 장축방향(Y축)에서의 곡률반경이 거의 무한대로 설정되고 단축방향(X축)에서는 어느 곡률로 설정되어 마스크 본체(37)의 유효면(36)이 원통형 곡면으로 형성되어 있다. 다시 말하면, 마스크 본체(37)의 유효면(36)에서는 마스크 본체(37)의 장축(Y축) 및 관축(Z축)을 포함하는 면 및 이에 평행한 면 내에서는 유효면(36)의 곡률반경이 거의 무한대로 설정되고 마스크 본체(37)의 단축(X축) 및 관축(Z축)을 포함하는 면 및 이에 평행인 면 내에서는 유효면(36)이 어느 곡률을 갖도록 설정되어 있다.
마스크 본체(37)의 유효면(36)의 중심을 기준으로 하는 주변부의 패임, 다시 말하면 관축(Z)을 따른 유효면(36)의 중심과 유효면(36)의 주변의 거리차에 대해서는 아래의 관계로 설정되어 있다. 즉, 장축단의 패인 양(Hm)(다시 말하면 관축(Z)을 따른 유효면(36)의 중심과 장축상의 유효면(36)의 끝의 거리차(Hm)), 단축단의 패인 양(Vm)(다시 말하면, 관축(Z)을 따른 유효면(36)의 중심과 관축상의 유효면(36)의 끝의 거리차(Hm)), 대각축단의 패인 양(Dm)(다시 말하면, 관축(Z)을 따른 유효면(36)의 중심과 대각축상의 유효면(36)의 끝과의 거리차(Dm))로 설정되고 이 값은 상기 패널의 유효부 내부면과 동일하게 다음과 같은 관계에 있다.
Hm＜Vm
Hm＜Dm
으로 되어 있다.
이와 같은 구조를 갖는 칼라수상관에서는 패널(20)의 유효부(22)가 평탄화되고 시인도가 향상되며, 그와 함께 섀도우 마스크(24)의 마스크 본체(37)의 유효면(36)이 평탄화되어도 진공외관용기의 대기압 강도, 섀도우 마스크(24)의 곡면유지강도를 확보할 수 있고 또한 패널(20) 주변부에서 충분한 휘도를 얻을 수 있고 섀도우 마스크(24)의 변형이나 국부적인 도밍에 의한 색순도의 열화를 일으키기 어려운 칼라수상관으로 할 수 있다.
이와 같은 칼라수상관에서는 패널의 유효부 외부면을 평면 또는 약간의 곡률을 갖는 곡면으로 하여 시인도를 향상시키고 있다. 패널의 유효부의 내부면의 형상으로서는 종래부터 구면형상, 단축방향의 곡률반경을 거의 무한대로 하여 장축방향으로 곡률을 갖는 원통형상 곡면형상, 4차 또는 6차의 다항식으로 표현되는 곡면형상 등으로 이루어진다.
이 패널의 유효부 형상에 관해 일본 특원평8-49030호 명세서에는 패널 유효부의 외부면이 거의 평면으로 형성되고 그 패널 내부면은 장축방향의 곡률반경이 거의 무한대로 설정되며, 그 단축방향에서는 일정한 곡률을 갖도록 원통형상 곡면으로 한 패널이 개시되어 있다.
또한, 여기에서 외부면이 거의 평평하다는 것은 완전하게 평면 또는 유효부 중심에 대한 대각단의 평균곡률반경이 R1,0000㎜이상인 경우를 말한다.
여기에서 곡면의 최대곡률반경을 Rmax, 최소곡률반경을 Rmin로 할 때 대기압 강도의 하나의 지표가 되는 평균곡률이 아래식으로 정의된다.
1/Rmax+1/Rmin
일반적으로 평탄도의 기준이 되는 R표시를 산출하는 대각부의 패인 양이 동일한 경우, 상기 상술한 실시예와 같이 유효부의 내부면에 대해서 그 장축방향에서 그 곡률이 거의 무한대가 되고 또한 그 단축방향으로 그 곡률이 일정한 원통형상 곡면으로 하면, 다른 곡면형상에 비해 가장 평균곡률이 커지는 것이 판명되었다.
따라서, 동일한 평탄도이면 상기와 같이 유효부(22)의 내부면의 장축방향 곡률반경을 거의 무한대로 하고 단축방향에 곡률을 갖는 원통형상 곡면으로 한 경우에 가장 큰 대기압 강도가 얻어진다.
또한, 단축방향의 곡률반경을 그 상태로 하고 장축방향 주변부에서 장축방향으로 약간의 곡률을 가지게 함으로써 시인성을 손상시키지 않고 또한 대기압 강도를 향상시킬 수 있다. 일반적으로 이와 같은 패널(20)의 유효부(22)의 내부면은 중심에 대한 장축단 내부면의 패인 양(Hp), 단축단 내부면의 패인 양(Vp), 대각축 단면의 패인 양(Dp)이 다음의 관계가 된다.
Hp＜Vp
Hp＜Dp
한편, 칼라수상관의 화상표시부에서의 외부광선의 반사는 주로 패널의 유효부의 외부면, 내부면 및 형광체층에서 발생한다. 그 중에서도 형광체층에서의 반사가 최대이다.
그래서, 통상의 칼라 수상관과 같이 패널의 유효부의 내부면에 칼라필터를 설치하지 않고 패널의 유효부의 내부면에 직접 형광체층을 설치한 경우, 도 6a에 도시한 바와 같이 발광부의 휘도(Al)에 대해 비발광부가 휘도(B1)가 된다고 하면 동일한 패널의 유효부 내부면에 상기 실시예와 같이 칼라필터를 통하여 형광체층을 설치함으로써 도 6b에 도시한 바와 같이 발광부의 휘도(A2)를 칼라필터를 설치하지 않을 때의 휘도(A1)과 거의 동일한 상태 그대로 비발광부의 휘도(B2)를 낮출 수 있다.
또한, 패널의 유효부의 최대 투과율을 통상의 칼라수상관의 패널의 최대투과율(50% 정도) 보다도 높게, 70% 이상으로 하면, 상기 패널의 유효부 내부면에 상기 실시예에 나타낸 칼라필터를 통하여 형광체층을 설치함으로써 도 6c에 도시한 바와 같이 발광부의 휘도(A3) 및 비발광부의 휘도(B3)를 도 6b의 경우 보다도 높고 비발광부의 휘도(B3)를 도 6a의 경우와 같거나 또는 그 이하로 할 수 있다.
따라서, 이 실시예의 칼라수상관과 같이 패널(20)의 유효부(22)의 중앙부의 유리의 투과율을 70% 이상으로 하고 그 유효부(22) 내부면에 칼라필터(34B,34G,34R)를 통하여, 각각 3색 형광체층(33B,33G,33R)을 설치하면, 종래의 통상의 칼라수상관에 비해 발광부의 휘도가 높고, 발광부와 비발광부의 휘도비 A/B에 의해 결정되는 콘트라스트를 종래의 통상의 칼라수상관 이상으로 개선할 수 있다.
또한, 일반적으로 형광체층의 발광휘도(발광부의 휘도)는 패널의 유효부의 투과율에 대해서 도 7에 도시한 바와 같이, 칼라필터를 통하여 형광체층을 설치한 경우에, 직선(42a), 칼라필터를 통하지 않고 형광체층을 설치한 경우에는 직선(42b)과 같이 변화한다. 이에 대해서, 패널의 유효부 내부면에 설치된 형광체층의 외광반사에 의한 휘도(비발광부의 휘도)는 도 8에 도시한 바와 같이 칼라필터를 통하여 형광체층을 설치한 경우에 곡선(43a), 칼라필터를 통하지 않고 형광체층을 설치한 경우에는 곡선(43b)과 같이 고차함수곡선으로 변화한다.
또한, 콘트라스트(발광부와 비발광부의 휘도비)는 도 9에 도시한 바와 같이 칼라필터를 통하여 형광체층을 설치한 경우에는 곡선(44a), 칼라필터를 통하지 않고 형광체층을 설치한 경우에는 곡선(44b)과 같이 변화한다.
이 패널의 유효부의 투과율에 대한 형광체층의 발광휘도, 형광체층의 외광반사에 의한 휘도 및 콘트라스트를 기초로 패널의 유효부를 평탄화한 경우의 두께의 유효부의 증대를 고려하고 패널의 유효부의 최대투과율을 검토한 결과, 패널의 유효부의 중앙부에서 최대 투과율을 70% 이상으로 할 필요가 있는 것이 판명되었다.
또한, 패널의 유효부 중앙의 투과율을 Tc, 주변의 투과율을 Td로 할 때,
Tr=Td/Tc
로 나타나는 투과율비(Tr)는 패널의 유효부의 중앙과 대각축단의 휘도비에 상당한다.
이 패널의 유효부의 투과율비(Tr)와 단축방향의 곡률반경의 관계는 가로 세로의 비가 9:16, 대각크기가 66㎝인 칼라수상관에서 도 10에 도시한 바와 같다. 곡선(46b)은 최대투과율을 77%, 패널의 유효부 중앙의 두께를 13.0㎜로 설정하고, 유효부의 내부면을 도 3에 도시한 바와 같이 장축방향의 곡률반경을 거의 무한대로 하여 단축방향으로 곡률을 갖는 원통형 곡면으로 한 경우이고, 곡선(46b)은 최대투과율을 50%, 패널의 유효부 중앙의 두께를 13.0㎜로 설정하며, 유효부 내부면을 동일하게 장축방향의 곡률반경을 거의 무한대로 하여 단축방향에 곡률을 갖는 원통형 곡면으로 한 경우이다.
이와 같이 가로 세로비 및 대각크기가 동일한 패널의 경우, 그 유효부의 중앙과 대각축단의 두께의 차는 유효부 내부면의 곡률반경이 작아질수록 커지지만, 곡선(46a)과 같이 상대적으로 최대 투과율을 크게 하면, 유효부의 내부면의 곡률반경(단축방향 곡률반경)을 작게 한 경우에도 중앙과 대각축단의 투과율비(Tr)는 상대적으로 최대 투과율이 작은 경우에 비해 변화가 적고 시인도를 양호하게 할 수 있다.
또한, 종래의 패널은 유효부 내부면이 구면이나 고차의 다항식으로 표현되는 곡면 등으로 형성되고 일반적으로 최대투과율이 50% 정도, 유효부 중앙과 주변의 두께차가 3∼5㎜이며, 이 경우, 투과율비(TR)은 86∼78%이다. 이에 대해 상기 실시예와 같이 패널의 유효부의 중앙부의 투과율을 70% 이상으로 하면 유효부 중앙과 주변의 두께차를 8㎜∼20㎜로 해도 투과율비(Tr)를 88∼78%로, 거의 동일한 정도로 할 수 있다.
또한, 패널의 유효부의 중앙와 대각축단의 두께차와 진공외관용기의 폭발방지 특성인 방폭특성(대기압 강도)의 관계를, 진공외관용기의 외부 분위기를 대기압 이상의 소정 기압으로 했을 때의 파괴(폭축)시험에 의해 조사했다. 그 결과가 표 1에 나타나 있다.
두께차(㎜) 0 5 8 10 20
방폭특성 × × ×∼△ ○ ○
이 표 1의 부호 ○은 양호, △은 약간 문제있음, ×는 터진 것을 도시하고 있다.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이 패널의 유효부의 중앙과 대각축단의 두께차를 8㎜이상으로 함으로써 충분한 대기압 강도를 갖는 진공외관용기를 제공할 수 있다.
즉, 패널(20)의 유효부(22)의 투과율을 70% 이상, 중앙과 대각축단의 두께차를 8㎜를 초과 20㎜이하로 함으로써 중앙과 대각축단의 투과율비(Tr)를 종래의 패널의 그것과 거의 동일한 정도로 유지하고, 패널 주변부에서의 휘도를 희생하지 않고 충분한 대기압 강도를 갖는 칼라수상관을 구성할 수 있다.
또한, 섀도우 마스크(4)에 대해서는 장축방향 곡률반경을 거의 무한대로 하고 단축방향으로 곡률을 갖는 원통형상 곡면으로 형성되는 패널(20)의 유효부(22) 내부면에 대응하여 유효면(36)을 장축방향 곡률반경을 거의 무한대로 하고 단축방향으로 곡률을 갖는 원통형상곡면으로 형성하는 것이 요망된다. 또한, 패널(20)의 유효부(22) 내부면의 중심에 대한 장축단 내부면의 패인 양(Hp), 단축단 내부면의 패인 양(Vp), 대각축단 내부면의 패인 양(Dp)의
Hp＜Vp
Hp＜Dp
의 관계에 대해서 마스크 본체(37)의 유효면(36)의 중심에 대한 장축단의 패인 (Hm), 단축단의 패인 양(Vm), 대각축단의 패인 양(Dm)을
Hm＜Vm
Hm＜Dm
의 관계로 함으로써 마스크 본체(37)의 유효면(36)과 패널(20)의 유효부(22) 내부면의 간격을 적절하게 할 수 있다.
또한, 섀도우 마스크(24)는 도 5에 도시한 바와 같이 마스크 본체(37)의 유효면(36)이 긴 변 간격(L1)에 대해 짧은 변 간격(Ls)이 짧고 또한 섀도우 마스크(24)의 전자빔 통과구멍의 배열에 관해서는 단축방향으로는 직선(48)으로 도시한 바와 같이 이 직선(48)을 따른 연속하여 직선적으로 배열되지만, 장축방향에는 직선(49)으로 도시한 바와 연속하여 직선적으로 배열되지 않고 지그재그가 된다. 따라서, 섀도우 마스크의 장축방향 또는 단축방향 중 어느 것에 곡률을 부여하는 경우에는 장축방향으로 곡률을 가지게 하는 것보다도 단축방향으로 곡률을 가지게 한 편이 섀도우 마스크(24)의 곡면을 유지하는 강도를 높게 할 수 있다. 따라서, 그에 의해 섀도우 마스크의 변형이나 칼라수상관 동작시의 국부적인 도밍을 효과적으로 제어할 수 있고 색순도의 열화하기 어려운 칼라수상관으로 할 수 있다.
다음에, 본 발명의 칼라수상관의 다른 실시예에 대해서 설명한다.
상기 실시예에서는 패널의 유효부의 내부면은 그 장축방향의 곡률반경이 거의 무한대로 설정되고 그 단축방향으로 곡률을 가지는 원통형상 곡면으로 했지만, 도 10은 그 패널의 유효부(22) 내부면은 그 중앙부 부근의 장축방향의 곡률반경이 거의 무한대로 설정되고 장축방향의 주변부에서 장축방향으로 약간의 곡률을 가지도록 설정되며 그 단축방향에서는 곡률을 가지는 거의 원통형상 곡면으로 형성되어 있다.
이 경우, 그 유효부(22) 내부면의 중심에 대한 장축단의 내부면의 패인 양(Hp), 단축단 내부면의 패인 양(Vp), 대각축단의 내부면의 패인 양(Dp)은, 다음 관계를 만족시킨다.
Hp＜Vp
Hp＜Dp
또한, 패널의 내부면은 도 12에 도시한 바와 같이 장축상에서의 장축방향의 곡률이 곡선(51), 단축상에서의 단축방향의 곡률이 곡선(52), 대각축상에서의 대각축 방향의 곡률이 곡선(53)으로 나타낸 바와 같은 관계에 있고, 한 예에서는
Hp=4.0㎜
Vp=13.0㎜
Dp=13.5㎜
가 된다.
이와 같은 패널에 대해서는 섀도우 마스크의 마스크 본체의 유효면도, 상기 패널의 유효부의 내부면에 대응한 곡면으로 형성되고 그 유효면 중심에 대한 장축단의 패인 양(Hm), 단축단의 패인 양(Vm), 대각축단의 패인 양(Dm)은, 패널(20)의 유효부(22) 내부면과의 간격을 적절하게 유지하도록,
Hm＜Vm
Hm＜Dm
의 관계를 만족하도록 형성된다.
이와 같이 칼라수상관을 구성하면 특히 마스크 본체의 유효면의 주변부의 장축방향곡률을 갖는 형상으로 함으로써 섀도우 마스크의 곡면을 유지하는 강도를 높일 수 있고, 섀도우 마스크의 변형이나 국부적인 도밍을 보다 효과적으로 억제하고 색순도가 열화하기 어려운 칼라수상관으로 할 수 있다.
또한, 상기 실시예서는 패널의 유효부의 내부면에 필터가 설치된 실시예에 대해서 설명했지만, 패널 중앙부 부근의 휘도를 중시하면, 내부면에 필터가 설치되지 않아도 섀도우 마스크의 변형이나 국부적인 도밍 등에 의한 색순도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 패널의 유효부의 외부면에 투과율을 변화시킬 수 있는 필터를 설치함으로써 콘트라스트를 개선한 칼라수상관으로 할 수 있다. 이 필터는 3색 형광체층의 발광을 선택적으로 투과하는 것이나 패널 외부면에 필터를 갖는 필름을 도포해도 좋다.
또한, 패널의 유효부의 내부면 및 외부면에 3색 형광체층의 발광을 각각 선택적으로 투과하는 필터를 설치해도 콘트라스트나 색순도가 열화되기 어려운 칼라수상관으로 할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 마스크 본체의 유효면에 복수개의 슬릿형상 전자빔 통과구멍이 브리지를 통하여 직선형상으로 배치된 섀도우 마스크의 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 마스크 본체의 유효면의 전자빔 통과구멍이 원통형인 섀도우 마스크의 경우에도 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이 칼라수상관을 구성하면 패널의 유효부 외부면을 거의 평면 또는 약간의 곡률을 가진 곡면으로 형성하고 시인도를 향상시켜도 진공외관용기의 대기압 강도를 확보하며, 패널 주변부에서의 휘도를 양호하게 유지하고 섀도우 마스크의 변형이나 국부적인 도밍 등에 의한 색순도의 열화를 일으키기 어려운 칼라수상관을 구성할 수 있다.

Claims (10)

  1. 실질적으로 직사각형 형상의 유효부를 갖는 패널,
    상기 유효부의 내부면에 설치된 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린, 및
    상기 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면에 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 섀도우 마스크를 갖는 칼라수상관에 있어서,
    상기 패널은 상기 유효부의 외부면이 거의 평면 또는 약간의 곡률을 갖는 곡면을 이루고 이 유효부의 중앙부근과 대각축단 부근의 두께차이가 8㎜ 초과 20㎜이하이고, 상기 유효부의 중앙부의 유리 투과율이 70% 이상으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널의 유효부의 내부면에는 상기 3색 형광체층의 발광색을 선택적으로 투과하는 필터가 설치되고, 상기 필터상에 상기 3색 형광체층이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널의 유효부의 외부면에는 투과율을 변화시키는 필터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널은 그 내부면이 적어도 중앙부 부근의 장축방향 곡률반경을 거의 무한대로 하고 단축방향으로 곡률을 갖는 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 패널의 유효부의 내부면에는 상기 3색 형광체층을 선택적으로 투과하는 필터가 설치되고 상기 필터상에 상기 3색 형광체층이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 패널의 유효부의 외부면에는 투과율을 변화시키는 필터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  7. 제 4 항에 있어서,
    패널의 유효부의 내부면은 장축방향의 주변부에서 약간의 장축방향의 곡률을 갖는 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  8. 제 4 항에 있어서,
    패널의 유효부의 내부면의 중심에 대한 장축단의 내부면의 패인 양(Hp), 단축단의 내부면의 패인 양(Vp), 대각축단 내부면의 패인 양(Dp)이,
    Hp＜Vp
    Hp＜Dp
    인 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  9. 제 1 항에 있어서,
    섀도우 마스크의 유효면이 적어도 중앙부 부근의 장축방향 곡률반경을 거의 무한대로 설정되고 단축방향으로 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  10. 제 9 항에 있어서,
    섀도우 마스크의 유효면의 중심에 대한 장축단의 패인 양(Hm), 단축단의 패인 양(Vm), 대각축단의 패인 양(Dm)이,
    Hm＜Vm
    Hm＜Dm
    의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
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