KR100289434B1

KR100289434B1 - 음극선관용 보강밴드

Info

Publication number: KR100289434B1
Application number: KR1019990013344A
Authority: KR
Inventors: 정성한
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2001-05-02
Also published as: JP2000315469A; JP3588306B2; KR20000066330A; US6624855B1

Abstract

개시된 내용은 최근 등장하고 있는 평판형 패널 및 유효화면 확대 패널 등이 적용되는 음극선관에서 각 패널의 방폭 특성에 부합되는 보강밴드를 제공하여 사용상 안정성을 도모하기 위한 음극선관용 보강밴드에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 외면은 평면이고 내면은 곡면인 FCD 패널에 적용되는 보강밴드의 경우 그 전체폭을 W라 하고, 폭 방향의 전면측 단부로부터 절곡부까지의 폭을 D라 할 때, 부등식 30.16 ≤ D/W × 100 ≤ 41.27을 만족하도록 설정하며, 유효화면을 확대한 패널에 적용되는 보강밴드의 경우 그 전체폭을 W라 하고, 폭 방향의 전면측 단부로부터 절곡부까지의 폭을 D라 할 때, 부등식 17.86 ≤ D/W × 100 ≤ 25.00을 만족하도록 설정하는 것을 특징으로 한다.

Description

음극선관용 보강밴드{Safety band for CRT}

본 발명은 음극선관용 보강밴드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최근 등장하고 있는 평판형 패널 및 유효화면 확대 패널 등이 적용되는 음극선관에서 각 패널의 방폭 특성에 부합되는 보강밴드를 제공하여 사용상 안정성을 도모하기 위한 것이다.

주지와 같이, 음극선관은 텔레비젼 수상기를 비롯하여 오실로스코우프나 레이다의 관측용 등으로 가장 널리 사용되는 표시장치이다.

이러한 음극선관은 전기적인 신호로 수신된 영상정보를 시각정보로 변환시켜주는 전광소자인 광의 3원색 발광 스펙트럼을 갖는 적, 녹, 청형광체 화소들과, 광흡수성 물질인 흑연(Graphite), 그리고 휘도 향상을 위한 알루미늄막 등으로 이루어진 형광막을 통해 칼라 영상을 재현시켜 인간의 시각에 전달해주는 역할을 하는 기기이다.

도 1에 일반적인 음극선관을 도시하였다.

도시된 바와 같이 패널(1)과, 패널(1)의 후단에 융착된 깔때기 형상의 펀넬(2)로 진공 외관용기를 이루게 되며, 펀넬(2)의 직경이 작은 단부, 즉 네크부(3)에는 전자빔(4)을 방사하는 전자총(5)이 봉입된다.

패널(1)의 내측면에는 형광막(6)이 형성되며, 전자빔(4)의 색선별 기능을 하는 섀도우마스크(7)가 프레임(8)에 지지되어 형광막(6)으로부터 소정거리 후방으로 이격·설치되고, 네크부(3) 근방의 외측에는 핀쿠션형 수평 편향자계와 베럴형 수직 편향자계를 발생하는 편향요크(9)가 장착된다.

이런 상태에서 전자총(5)으로부터 방사된 3색 전자빔(4)은 편향요크(9)의 수직 및 수평 편향자계에 의해 화면의 원하는 부분으로 편향되며, 섀도우마스크(7)의 슬롯을 통과하여 형광막(6)을 타격, 칼라 화상을 구현하게 된다.

이때, 음극선관은 패널(1) 및 펀넬(2)에 의해 진공 상태를 이루고 있으므로 대기압에 의해 도 2와 같이 음극선관의 내외측으로 압축응력 또는 인장응력을 받게 되는데, 일반적인 유리는 압축에 비해 인장에 취약한 성질이 있기 때문에 패널(1)의 측면부가 타부분에 비해 구조적으로 취약하다고 할 수 있다.

따라서, 음극선관은 진공에 의한 압축 및 인장 압력을 내재한 상태에서 약간의 외부 충격이 가해지게 되면 도 3과 같이 패널(1) 또는 펀넬(2)이 터지는 폭축 현상이 발생되며, 이러한 폭축 현상은 통상 4단계로 집약된다.

먼저, 1단계는 초기 크랙 발생단계로서, 외부 충격원(10)에 의해 음극선관의 임의의 부위에 충격이 가해지면 조그만 크랙이 발생되어 원뿔(Cone)형태로 성장하게 된다. 즉, 충격부의 강도가 순간적으로 한계에 도달하면 이 부위의 압축 및 인장응력에 의해 미소 균열이 발생하고, 이 충격에너지는 음극선관 전체에 확산되며, 이때 음극선관의 결점이나 응력이 집중되어 있는 스커트부측으로 균열이 성장되는 것이다.

2단계는 크랙 성장단계로서, 패널(1)의 스커트부 팽창으로 충격부로부터 방사상(Radial) 또는 원뿔 형태로 크랙이 성장된다. 즉, 미세한 균열은 음극선관 전체로 진행되고, 스커트부에는 인장력이 작용하여 균열은 더욱 확장되며, 스커트부는 더욱 팽창을 한다.

3단계는 패널(1) 또는 펀넬(2)의 함몰단계로서, 패널(1) 외면에서 내면으로 크랙이 통과하여 패널(1) 표면부 또는 펀넬(2)이 함몰된다. 즉, 스커트부 팽창에 따라 균열이 확장되며 음극선관의 내, 외부 압력 차이로 인해 글래스가 함몰된다.

마지막으로, 4단계는 파편 비산단계로서, 음극선관의 내부로 함몰되는 과정에서 운동에너지가 발생되며, 함몰 도중에 충돌로 정지되지 않으면 각 파편은 외부로 비산하게 된다. 보통의 경우 표면부가 함몰되어 펀넬(2)에 충격을 주고 2차적으로 파편이 전, 후방으로 비산하게 된다.

이러한 폭축 현상은 음극선관을 작동 불능 상태로 만듦은 물론 사용자에게 안전적 위협을 주게 되므로 폭축 현상을 방지하기 위하여 보강밴드(11)가 제공된 것이다.

즉, 패널(1)의 측면부에는 인장응력이 집중되어 있으므로 도 4와 같이 보강밴드로써 이 부위의 강성을 보강하여 폭축 현상을 방지하기 위한 것으로, 음극선관의 표면부에 충격을 가하면 측면부를 팽창시키는 변형응력, 즉 인장응력이 발생하지만 보강밴드(11)의 강성에 의해 이것이 억제되며, 측면부를 강력이 압축함으로써 측면부 및 표면부를 통과하려는 크랙의 진행을 저지하거나 크랙의 속도를 저하시키게 된다. 또한, 보강밴드(11) 체결에 의한 변형응력이 진공 변형응력에 가해짐으로써 표면부의 주응력 방향이 바뀌고 크랙의 진행방향이 변하여 폭축을 방지할 수 있는 것이다.

이러한 보강밴드(11)는 패널(1) 형성시 자연적으로 형성되는 몰드매치라인(mold match line)을 감싸게 위치되며, 도 5와 같이 그 형상에 따라 일자형(11a), 겹침형(11b), 절곡형(11c) 등 여러 종류가 있다.

각 보강밴드(11a)(11b)(11c)의 장단점을 비교하여 아래의 표 1에 나타내었다.

[표 1]

구 분	일자형	겹침형	절곡형
방폭 특성	○	○	◎
가공(제작)성	◎	△	×
단 가	◎(1)	△(1.5∼1.8배)	×(2.2배 이상)
밴드 설비 공용성	◎(단순함)	△(다소 복잡)	×(매우 복잡)
용접 방법	점 용접	점 용접	인버터 용접
용접편 사용 유무	무	유	유
설비 투자비	◎(1)	△(1.5∼2배)	×(2.5배 이상)
일일 생산량(29')	◎(4800개)	△(2400개)	×(2000개 이하 추정)

여기서, ◎ : 매우 우수, ○ : 우수, △ : 보통, × : 미흡

상기한 표 1에 나타난 바와 같이, 절곡형 밴드(11c)의 경우 방폭 특성 면에서는 매우 우수하게 나타나지만 그 이외의 특성, 즉 가공성, 단가, 설비 공용성, 용접 방법, 용접편 사용 유무, 설비 투자비, 일일 생산량 등에서 타 종류에 비해 떨어지며, 일자형 밴드(11a)의 경우에는 방폭 특성을 제외한 나머지 특성 면에서는 가장 우수하게 나타남을 알 수 있다.

한편, 최근에는 보다 선명한 화상을 제공하기 위해 화면이 대형화, 평면화되면서 새로운 형태의 패널이 등장하였는데, 도 6과 같이 외면은 평면이고 내면은 곡면인 패널(이하 FCD 패널)(100), 유효화면을 확대한 패널(200) 등이 그것이다.

즉, FCD 패널(100)은 일반적인 곡면형 패널(1)에 비해 선명한 화상을 제공할 수 있어 고정세 화상 구현에 유리하며, 유효화면을 확대한 패널(200)은 동일 사이즈라 할지라도 일반적인 패널(1)보다 넓은 화면을 추구할 수 있는 장점이 있다.

그런데, 상기한 FCD 패널 및 유효화면을 확대한 패널은 일반적인 곡면형 패널에 비해 구조적인 강도가 떨어지는데, 그 이유는 FCD 패널의 경우 자체 강도가 약함은 물론 패널의 형상이 일반적인 패널에 비해 기형적이고 중앙부와 코너부의 두께 차이가 심하여 열팽창에 대한 열변형 응력 구조에 불리하기 때문이며, 유효화면을 확대한 패널은 코너부의 곡률을 매우 작게 설계할 수밖에 없으므로 코너부에 응력이 집중되어 방폭 특성이 일반적인 패널에 비해 저하되기 때문이다.

따라서, 이러한 FCD 패널 또는 유효화면을 확대한 패널이 적용되는 음극선관에는 보다 방폭 특성이 강화된 보강밴드를 구비함이 바람직하다.

즉, FCD 패널 또는 유효화면을 확대한 패널이 적용되는 음극선관에는 일자형 밴드에 비해 방폭 특성이 우수하게 나타나는 겹침형 밴드 또는 절곡형 밴드를 사용함이 바람직하나 겹침형 밴드 또는 절곡형 밴드는 일자형 밴드에 비해 가공성, 단가, 설비 공용성, 용접 방법, 용접편 사용 유무, 설비 투자비, 일일 생산량 등의 특성 측면에서 매우 취약한 문제가 있다.

반면, 일자형 밴드는 방폭 특성을 제외한 나머지 특성 면에서는 겹침형 밴드 또는 절곡형 밴드에 비해 매우 우수하게 나타남은 전술한 바 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, FCD 패널 또는 유효화면을 확대한 패널이 적용되는 음극선관에 일자형 보강밴드를 체결하되 각 패널의 형상에 부합되는 최적의 밴드 치수를 설정하여 사용상 안전성을 도모하는 음극선관용 보강밴드를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 음극선관의 구성도이고,

도 2는 일반적인 음극선관의 응력 분포도이고,

도 3은 일반적인 음극선관의 폭축 현상 설명도로서, 도 3a는 1단계이고, 도 3b는 2단계이고, 도 3c는 3단계이고, 도 3d는 4단계이고,

도 4는 보강밴드 부착전과 부착후의 응력 비교 설명도이고,

도 5는 일반적인 보강밴드의 개략도로서, 도 5a는 일자형이고, 도 5b는 겹침형이고, 도 5c는 절곡형이고,

도 6은 패널의 형상도로서, 도 6a는 일반적인 패널이고, 도 6b는 FCD 패널이고, 도 6c는 유효화면 확대 패널이고,

도 7은 충격에너지와 충격 효과의 관계를 나타낸 그래프이고,

도 8은 패널 볼 임펙트 시험의 개략도이고,

도 9는 크랙의 진행 패턴도로서, 도 9a는 회전 크랙이고, 도 9b는 1/4 크랙이고, 도 9c는 2/4 크랙이고, 도 9d는 3/4 크랙이고, 도 9e는 4/4 크랙이고,

도 10은 FCD 패널에서 보강밴드의 전체폭 및 절곡폭에 따른 크랙 변화도로서, 도 10a는 전체폭 63㎜, 절곡폭 15㎜인 경우이고, 도 10b는 전체폭 63㎜, 절곡폭 19㎜인 경우이고, 도 10c는 밴드폭 63㎜ 절곡폭 22㎜∼24㎜인 경우이고, 도 10d는 전체폭 55㎜ 이하이고 절곡폭 24mm이상,

도 11은 유효화면 확대 패널에서 보강밴드의 전체폭 및 절곡폭에 따른 크랙 변화도로서, 도 11a는 전체폭 60㎜, 절곡폭 8㎜인 경우이고, 도 11b는 전체폭 60㎜, 절곡폭 10㎜, 11㎜인 경우이고, 도 11c는 전체폭 60㎜, 절곡폭 12㎜인 경우이고, 도 11d는 전체폭 56㎜ 이하 절곡폭 14mm이상,

도 12는 FCD 패널 및 유효화면 확대 패널에 적용되는 보강밴드의 치수 설명도이고,

도 13은 체결장력 대 응력의 관계 그래프이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

100 : FCD 패널(외면은 평면 내면은 곡면) 101, 201 : 보강밴드

102, 202 : 몰드매치라인 200 : 유효화면 확대 패널

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 음극선관용 보강밴드는, 외면은 평면이고 내면은 일정 곡률로 된 패널과, 폭 방향은 상기 패널의 측면부 몰드매치라인에서 절곡되며 길이 방향은 상기 패널의 측면부를 연속적으로 감싸는 보강밴드를 포함한 음극선관에 있어서:

상기 보강밴드는,

전체 폭을 W라 하고, 폭 방향의 전면측 단부로부터 상기 절곡부까지의 폭을 D라 할 때, 부등식 30.16(%) ≤ D/W × 100 ≤ 41.27(%)을 만족하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 보강밴드는 전체 폭이 59∼61㎜이고, 폭 방향의 전면측 단부로부터 상기 절곡부까지의 폭이 19∼24㎜가 되도록 구성하여 부등식 31.15(%) ≤ D/W × 100 ≤ 40.68(%)을 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 음극선관용 보강밴드는, 내면 대각부의 곡률 반경이 4㎜ 이하인 패널과, 폭 방향은 상기 패널의 측면부 몰드매치라인에서 절곡되며 길이 방향은 상기 패널의 측면부를 연속적으로 감싸는 보강밴드를 포함한 음극선관에 있어서:

상기 보강밴드는,

전체 폭을 W라 하고, 폭 방향의 전면측 단부로부터 상기 절곡부까지의 폭을 D라 할 때, 부등식 17.86(%)≤ D/W × 100 ≤ 25.00(%)을 만족하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 보강밴드는 전체 폭이 57∼59㎜이고, 폭 방향의 전면측 단부로부터 상기 절곡부까지의 폭이 11∼14㎜가 되도록 구성하여 부등식 18.64(%)≤ D/W × 100 ≤ 24.56(%)을 만족하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면, FCD 패널 또는 유효화면 확대 패널 등에 부합되는 최적의 보강밴드를 설계할 수 있어 사용자에게는 보다 향상된 화상과 아울러 안전성을 제공할 수 있으며, 보강밴드를 제작함에 있어서는 저비용 고효율의 설계가 가능한 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 음극선관용 보강밴드의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 설명에 사용되는 도면에 있어서, 도 1 내지 도 6과 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

본 발명은 최근 개발되고 있는 FCD 패널(100) 또는 유효화면 확대 패널(200) 등에 부합되는 최적의 보강밴드(101)(201)를 제공하기 위한 것으로, 상기한 패널(100)(200)들이 적용되는 음극선관에는 보다 큰 체결장력을 갖는 보강밴드(101)(201)가 필요하다.

일반적으로, 체결장력(F)은 F=σ×T×W(여기서 σ:항복강도, T:보강밴드 두께, W:밴드 폭)의 식으로부터 도출되는데, 항복강도는 재료업체에 의해 일반적으로 결정이 되므로 보강밴드 두께 및 폭으로써 체결장력이 결정된다고 할 수 있다.또한, 보강밴드(101)(201)는 패널(100)(200) 측면부의 몰드매치라인(102)(202)에서 절곡되는데, 절곡부를 기준으로 전면부측은 전단장력을 갖고 후면부측은 후단장력을 갖게 되며, 이러한 전, 후단장력의 비에 따라 크랙의 진행방향 또는 크기가 달라지므로 보강밴드(101)(201) 전체폭에 대한 절곡폭(절곡부로부터 전면부측 단부까지의 폭)의 비 설정도 매우 중요하다.

한편, 음극선관에 관하여 각국에서는 각각 나름대로의 안전 규격을 정하여 그 규격에 합격하도록 의무화하고 있으며, 대표적인 규격 기관으로는 UL(미국)/CSA(캐나다), BSI(영국), VDE(독일), JQA(일본), SACI(중국) 등이 있다.

이들 규격은 도 7과 같은 충격에너지와 충격효과의 관계 그래프에서와 같이 각 가정에서 일어날 수 없는 큰 힘을 음극선관에 인가했을 경우를 상정한 것이기 때문에 안전에 대해서는 충분히 검토를 한 것이며, 특히 UL/CSA 규격은 음극선관의 강도를 가정에서 일어날 수 있는 가장 큰 충격에너지인 골프클럽으로 규정하여 이에 대한 안정성 확보를 요구하고 있다.

따라서, 각국의 안전 규격들, 특히 UL/CSA 규격에 합격되는 것은 음극선관에 대한 안전성뿐만 아니라 국제 경쟁력 차원에서도 매우 중요하다고 할 수 있다.

이를 바탕으로 하기의 실험을 통해 각 패널(100)(200)에 부합되는 보강밴드(101)(201)의 치수를 최적화할 수 있다.

먼저, 외면은 평면이고 내면은 일정 곡률로 형성된 FCD 패널(100)에 부합되는 보강밴드(101)의 치수를 최적화한다.

주지와 같이, 음극선관은 글래스 자체로써 충분한 강도를 갖도록 설계되고 있지만 FCD 패널(100)은 일반적인 패널(1)에 비해 구조적으로 많은 취약점을 가지고 있다.

즉, 패널(100)의 형상이 기형적인 데 기인하여 구조적인 강도가 약하고, 아래의 표 2와 같이 패널(100)의 센터 대비 코너의 두께 차이로 인하여 열팽창에 의한 열변형 응력 구조가 불리하며, 아래의 표 3과 같이 진공 및 보강시의 최대 응력이 일반적인 패널(1)에 비해 불리한 것이다.

[표 2]

	일반적인 패널	FCD 패널	최대응력 증가량()
F/S후 최대 응력	51.40Mpa	62.30Mpa	21.21
배기후 최대 응력	63.20Mpa	69.40Mpa	9.81

[표 3]

	일반적인 패널	FCD 패널	최대응력 증가량()
진공시 최대 응력	79.11Kgf/㎠	87.77Kgf/㎠	10.95
보강시 최대 응력	59.41Kgf/㎠	78.59Kgf/㎠	32.28

도 8은 패널 볼 임팩트 시험, 즉 패널(1)(100)(200)을 고정시킨 상태에서 일정 중량의 볼(10)을 높이를 조절해가면서 패널(1)(100)(200)면에 떨어뜨려 패널(1)(100)(200)의 강도를 측정하는 시험을 개략적으로 나타낸 것으로, 이 시험을 통하여 실제 패널(1)(100)(200)의 자체 강도를 측정할 수 있다.

시험 결과, 일반적인 29' 패널의 경우 에너지 5.45J 이상에서 파괴가 일어나고 29' FCD 패널의 경우에는 에너지 4.256J 이상에서 파괴가 일어남을 확인할 수 있었으며, 따라서 패널(1)(100)(200)의 강도는 두께보다는 형상강도가 더 많은 비중을 차지함을 알 수 있다.

이러한 29' FCD 패널에 보강밴드를 적용하여 그 폭을 변경하면서 패널 볼 임팩트 시험을 계속하였으며, 아래의 표 4는 그 결과를 나타낸 것이다.

[표 4]

폭(㎜)	체결장력(Kgf)	테스트 결과
폭(㎜)	체결장력(Kgf)	크랙 무	크랙 1/4	크랙 2/4	크랙 3/4	크랙 4/4
63	4032	7	4	4	0	0
61	3904	7	6	2	1	0
59	3776	5	7	3	2	0
57	3648	3	2	2	3	1

상기 표 4에 나타난 바와 같이 밴드의 폭은 57㎜이상에서 UL/CSA 규격을 만족하는 방폭특성을 나타내는데, 57㎜에서는 패널 표면으로의 크랙 진행은 적당하지만 펀넬로 크랙 진행이 다소 많은 편이며, 59㎜ 및 61㎜에서는 패널 표면 및 펀넬 크랙 진행이 적당하다. 63㎜에서는 패널 표면 크랙 진행이 진행성으로 계속해서 나타나고 펀넬 크랙 진행을 대부분 저지시켜 회전 크랙을 유발함을 알 수 있다.

따라서, FCD 패널(100)에 적용되는 보강밴드(101)의 최적의 폭은 59㎜∼61㎜ 정도임을 알 수 있다.

여기서, 각 크랙의 형상은 도 9에 도시된 바와 같다.

또한, 상기한 보강밴드(101)의 전체폭에 부가하여 최적의 절곡폭을 구할 수 있다.

아래의 표 5는 보강밴드(101)의 폭 별로 그 절곡폭을 변경하면서 크랙의 진행 상황을 확인한 것이다.

[표 5]

폭(㎜)	절곡폭(㎜)	테스트 결과
폭(㎜)	절곡폭(㎜)	크랙 무	크랙 1/4	크랙 2/4	크랙 3/4	크랙 4/4
63	15	2	3	2	3	3
63	19	2	2	1	3	0
63	22	3	3	2	1	0
63	24	3	0	1	0	0
61	22	7	3	2	0	0
61	24	2	2	0	0	0
59	22	4	4	3	0	0
59	24	1	2	1	0	0
57	15	0	3	2	1	0
57	19	1	2	2	0	0
57	22	2	1	1	0	0

상기 표 5에 나타난 바와 같이 보강밴드(101)의 체결중심에 따라 방폭 특성이 변화됨을 확인할 수 있는데, 일반적으로 보강밴드의 절곡폭이 길면 유리하지만 밴드폭에 대한 장력비를 반드시 고려한 조절이 필요하다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이 밴드폭 63㎜ 절곡폭 15㎜인 경우 전단장력이 후단장력에 비해 너무 작아서 크랙이 펀넬(2) 부위로 진행하지 못하고 패널(100) 표면으로 되돌아 나와 회전 크랙을 발생시키게 되므로 크랙이 패널(100) 표면 전체로 확대되는 양상이 나타나며, 밴드폭 63㎜ 절곡폭 19㎜인 경우에는 전단장력이 약 6정도 증가하였으나 회전 크랙이 부분적으로 발생하고, 밴드폭 63㎜ 절곡폭 22㎜, 24㎜인 경우에는 전단장력이 11∼14정도 증가하여 회전크랙을 완전히 저지시킴을 알 수 있다.

그런데 상기한 보강밴드(101)의 치수는 29'FCD 패널을 적용한 경우에 국한된 것이며 실제 여러모델에 적용하였을 경우에는 보강밴드(101)전체폭 대 절곡폭의 비가 30.16%이하일 경우에는 전단장력이 너무 작아 패널의 코너부 및 주변부에는 집중된 인장응력을 충분히 해소시키지 못하여 후단장력이 너무 커서 패널의 측면부의 몰드매치라인(102)을 따라 진행성 크랙 및 회전크랙이 시간이 지날수록(10분이상)계속 발생되며 전방으로 미세파편이 계속해서 분출되어 음극선관 전체가 파손되는 양상으로 나타난다. 30.16%∼41.27%일 경우에는 밴드의 압축력이 패널에 형성된 인장응력을 적절히 분산시켜 패널의 충격지점으로부터 크랙이 일정시간(20초 이내)이상으로 진행되지 않게 막아줌으로써 충분한 안정성을 확보하였다. 41.27% 이상일 경우에는 후단장력이 너무 작아 크랙이 펀넬(2)측으로 급속히 진행되어 펀넬부 폭축현상이 발생되며 이로 인한 파편이 판넬의 내면을 강타하며 이를 기점으로 2차 크랙이 발생되는 결과를 나타내었다.상기 결과로부터 보강밴드(101)의 전체폭을 W라 하고 절곡폭을 D라 할 때 30.16(%) ≤ D/W × 100 ≤ 41.27(%)의 범위로 할 때 비용 및 신뢰성을 확보할 수 있었다.더욱 바람직하게는 도12와 같이 FCD패널(100)에 적용되는 보강밴드(101)의 최적의 폭 59mm∼24mm 정도임을 알 수 있다. 또한 보강밴드(101)의 전체폭을 W라 하고 절곡폭을 D라 할 때 31.15(%) ≤ D/W × 100 ≤ 40.68(%)의 범위를 가짐을 알 수 있다.또 다른 실시예로는, 유효화면 확대 패널(200)에 부합되는 보강밴드(201)의 치수를 최적화한다.

최근에는 화면의 대형화, 평면화와 더불어 동일 사이즈에서 유효화면의 크기를 증가시켜 보다 넓은 화면을 추구하는 유효화면 확대 음극선관이 등장하고 있다.

이 유효화면 확대 음극선관에는 유효화면이 확대된 패널이 적용되는데, 유효화면을 확대하기 위해서는 패널 내면의 크기를 증가시켜야 한다.

이에 따라, 일반적인 패널(1)은 자체 강도를 확보하기 위하여 코너부의 곡률을 R8 이상으로 설계하지만 유효화면 확대 패널(200)의 경우에는 코너부의 곡률이 R4 이하로 매우 작게 설계할 수밖에 없으므로 일반적인 패널(1)에 비해 구조적으로 많은 취약점을 가지고 있다.

즉, 패널(200)의 내면 코너부의 곡률이 작으므로 응력이 코너부위에 집중적으로 발생되어 구조적으로 매우 취약하며, 아래의 표 6과 같이 진공 및 보강시의 최대 응력이 일반적인 패널(1)에 비해 불리한 것이다.

[표 6]

	일반적인 패널	유효화면 확대패널	최대응력 증가량(%)
진공시 최대 응력	77.13Kgf/㎠	95.21Kgf/㎠	23.44
보강시 최대 응력	67.83Kgf/㎠	83.41Kgf/㎠	22.97

이러한 유효화면 확대 패널(내면 코너부의 곡률 R4 이하)(200)에 보강밴드(201)를 적용하여 그 폭을 변경하면서 패널 볼 임팩트 시험을 실시하였으며, 아래의 표 7은 그 결과를 나타낸 것이다.

[표 7]

폭(㎜)	체결장력(Kgf)	테스트 결과
폭(㎜)	체결장력(Kgf)	크랙 무	크랙 1/4	크랙 2/4	크랙 3/4	크랙 4/4
60	3840	5	2	1	2	1
57	3648	10	11	4	3	2
56	3584	11	12	3	1	2
54	3456	4	5	2	2	5

상기 표 7에 나타난 바와 같이 밴드의 폭은 56㎜이상에서 UL/CSA 규격을 만족하는 방폭특성을 나타내는데, 56㎜에서는 코너부에 집중된 응력을 분산시키는데 있어 장력이 다소 부족하며, 57㎜에서는 패널(200) 표면 및 펀넬(2) 크랙 진행이 적당하다. 60㎜에서는 장력과다로 인한 크랙이 진행성으로 계속해서 나타나며 후단장력이 전단장력에 비해 강해서 펀넬(2)부로의 크랙 진행을 대부분 저지시켜 회전 크랙을 유발함을 알 수 있다.

따라서, 유효화면 확대 패널(200)에 적용되는 보강밴드(201)의 최적의 폭은 57㎜∼59㎜ 정도임을 알 수 있다.

또한, 상기한 보강밴드(201)의 폭에 부가하여 최적의 절곡폭을 구할 수 있다.

아래의 표 8은 보강밴드(201)의 폭 별로 그 절곡폭을 변경하면서 크랙의 진행 상황을 확인한 것이다.

[표 8]

폭(㎜)	절곡폭(㎜)	테스트 결과
폭(㎜)	절곡폭(㎜)	크랙 무	크랙 1/4	크랙 2/4	크랙 3/4	크랙 4/4
60	8	4	6	2	1	3
60	10	1	9	3	3	1
60	11	2	4	3	3	1
57	10	10	9	3	2	0
57	12	10	16	8	3	1
56	10	8	11	4	1	1
56	12	4	5	4	1	0
54	10	4	3	1	2	6

상기 표 8 및 도 11에 나타난 바와 같이 밴드폭 60㎜ 절곡폭 8㎜인 경우 전단장력이 후단장력에 비해 너무 작아서 크랙이 펀넬(2) 부위로 진행하지 못하고 패널(200) 표면으로 되돌아 나와 회전 크랙을 발생시키게 되므로 크랙이 패널(200) 표면 전체로 확대되는 양상이 나타나며, 밴드폭 60㎜ 절곡폭 10㎜, 11㎜인 경우에는 전단장력이 약 3.3∼5정도 증가하였으나 회전 크랙이 부분적으로 발생하고, 밴드폭 60㎜ 절곡폭 12㎜인 경우에는 전단장력이 7.7정도 증가하여 회전크랙을 완전히 저지시킴을 알 수 있다.

그런데 상기한 보강밴드(201)의 치수는 33'CPT 패널을 적용한 경우에 국한된 것이며 실제 여러모델에 적용하였을 경우에는 보강밴드(201) 전체폭 대 절곡폭의 비가 17.86%이하일 경우에는 전단장력이 너무 작아 패널의 코너부 및 주변부에 집중된 인장응력을 충분히 해소시키지 못하였고 후단장력이 너무 커서 패널의 측면부의 몰드매치라인(202)을 따라 진행성 크랙 및 회전크랙이 시간이 지날수록(5분이상) 계속 발생되어 패널의 페이스부가 앞으로 쏟아져 내리며 음극선관 전체가 파손되는 양상으로 나타난다.17.86%∼25.00%일 경우에는 밴드의 압축력이 패널에 형성된 인장응력을 적절히 분산시켜 패널의 충격지점으로부터 크랙이 일정시간(20초 이내)이상으로 진행되지 않게 막아 줌으로써 충분한 안정성을 확보하였다. 25.00%이상일 경우에는 후단장력이 너무 작아 크랙이 펀넬(2)측으로 급속히 진행되어 음극선관 폭축현상이 다량 발생되는 결과를 나타내었다.상기 결과로부터 보강밴드(201)의 전체폭을 W라 하고 절곡폭을 D라 할때 18.64(%) ≤ D/W × 100 ≤ 25(%)의 범위로 할 때 비용 및 신뢰성을 확보할 수 있다.또한 더욱 바람직하게는 도 12와 같이 유효화면 확대패널(200)에 적용되는 보강밴드(201)의 최적의 폭 57mm∼59mm에 대한 최적의 절곡폭은 11mm∼14mm정도임을 알 수 있다.또한 보강밴드(201)의 전체폭을 W라 하고 절곡폭을 D라 할 때 17.64(%) ≤ D/W × 100 ≤ 24.56(%)의 범위를 가짐을 알 수 있다.이와 같이, FCD 패널(100) 및 유효화면 확대 패널(200)에 적용되는 보강밴드(101)(201)의 치수를 최적화함에 있어 밴드의 폭은 넓을수록 유리한 것이 아니고 적절한 폭을 가져야 하며, 그 절곡폭도 적절해야 함을 알 수 있다.

또한, 보강밴드(101)(201)의 체결장력을 설정함에 있어 도 13에 도시된 바와 같이 밴드의 장력이 증가하면 대각축 응력은 증가하지만 반대로 단축의 응력은 감소하므로 대각축과 단축의 응력이 만나는 점 부근에서 최적의 체결장력을 설정해야 하며, 이러한 최적의 체결장력은 밴드폭, 절곡폭, 체결위치의 최적화를 통해 가능하게 된다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은(절곡형, 겹침형 밴드 포함) 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 것은, 본 발명은 FCD 패널 또는 유효화면 확대 패널 등에 부합되는 최적의 치수를 설정한 보강밴드를 제공할 수 있어 각 패널의 방폭 특성을 향상시켜 사용자의 안전성을 확보함은 물론 UL/CSA 규격 품질에도 부응할 수 있어 국제 경쟁력을 높일 수 있으며, 일자형 밴드를 적용함에 따라 저비용 고효율의 보강밴드가 가능해지는 효과가 있다는 것이다.

Claims

외면은 평면이고 내면은 일정 곡률로 된 패널과, 폭 방향은 상기 패널의 측면부 몰드매치라인에서 절곡되며 길이 방향은 상기 패널의 측면부를 연속적으로 감싸는 보강밴드를 포함한 음극선관에 있어서:

상기 보강밴드는,

전체 폭을 W라 하고, 폭 방향의 전면측 단부로부터 상기 절곡부까지의 폭을 D라 할 때, 부등식 30.16(%) ≤ D/W × 100 ≤ 41.27(%)을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.
제 1 항에 있어서,

상기 보강밴드는 전체 폭이 59∼61㎜이고, 폭 방향의 전면측 단부로부터 상기 절곡부까지의 폭이 19∼24㎜가 되도록 구성하여 부등식 31.15(%) ≤ D/W × 100 ≤ 40.68(%)을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.
내면 대각부의 곡률 반경이 4㎜ 이하인 패널과, 폭 방향은 상기 패널의 측면부 몰드매치라인에서 절곡되며 길이 방향은 상기 패널의 측면부를 연속적으로 감싸는 보강밴드를 포함한 음극선관에 있어서:

상기 보강밴드는,

전체 폭을 W라 하고, 폭 방향의 전면측 단부로부터 상기 절곡부까지의 폭을 D라 할 때, 부등식 17.86(%) ≤ D/W × 100 ≤ 25.00(%)을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.
제 3 항에 있어서,

상기 보강밴드는 전체 폭이 57∼59㎜이고, 폭 방향의 전면측 단부로부터 상기 절곡부까지의 폭이 11∼14㎜가 되도록 구성하여 부등식 18.64(%) ≤ D/W × 100 ≤ 24.56(%)을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.