KR100295793B1

KR100295793B1 - 음극선관용 보강밴드

Info

Publication number: KR100295793B1
Application number: KR1019990017826A
Authority: KR
Inventors: 김용근
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2001-07-12
Also published as: US6501215B1; KR20000074111A

Abstract

개시된 내용은 패널의 방폭 특성에 부합되는 최적의 보강밴드를 제공하여 사용상 안정성을 도모하기 위한 음극선관용 보강밴드에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 보강밴드의 설치 위치 기준을 패널 내면의 코너부 곡면 중심 위치로 하여 패널 전면부측 체결장력을 F_a, 패널 전면부 반대측 체결장력을 F_b라 할 때, 부등식 0.95 ≤ F_a/F_b≤ 1.39를 만족하도록 보강밴드를 설치한 것을 특징으로 하며,

이에 따라, 최근 개발되고 있는 외면은 평면이고 내면은 곡면인 패널에 최적의 보강밴드를 제공할 수 있어 패널의 방폭 특성을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 제품의 신뢰성 향상은 물론 사용자의 안전성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

Description

음극선관용 보강밴드{Safety band for CRT}

본 발명은 음극선관용 보강밴드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최근 등장하고 있는 평판형 패널이 적용되는 음극선관에서 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.

그런데, 음극선관의 내부는 고진공을 이루고 있으므로 외부 대기압에 의해 패널에는 응력이 발생되는데, 구조적인 특성에 의해 패널의 전면부는 압축응력을 받고 측면부는 인장응력을 받게 된다.

패널의 재료인 유리는 특성상 압축응력에 비해 인장응력에 더 취약하므로 패널의 측면부가 전면부에 비해 구조적으로 더 취약하다고 할 수 있으며, 이러한 구조적인 강도를 보강하기 위해 패널의 측면부에 보강밴드가 제공된 것이다.

상기한 음극선관으로는 도 1과 같은 장치가 있으며, 이를 종래 기술에 따른 음극선관의 한 예로서 설명한다.

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

따라서, 진공에 의한 압축응력 및 인장응력을 내재한 상태에서 약간의 외부 충격이 가해지게 되면 패널(1) 또는 펀넬(2)이 터지는 폭죽 현상이 발생되며, 이러한 폭죽 현상은 음극선관을 작동 불능 상태로 만듦은 물론 사용자에게 안전적 위협을 주게 되므로 폭죽 현상을 방지하기 위하여 보강밴드(10)가 제공된다.

즉, 패널(1)의 측면부에는 인장응력이 집중되어 있으므로 보강밴드(10)로써 이 부위의 강성을 보강하여 폭죽 현상을 방지하기 위한 것으로, 음극선관의 표면부에 충격을 가하면 측면부를 팽창시키는 변형응력, 즉 인장응력이 발생하지만 보강밴드(10)의 강성에 의해 이것이 억제되며, 측면부를 강력이 압축함으로써 측면부 및 표면부를 통과하려는 크랙의 진행을 저지하거나 크랙의 속도를 저하시키게 된다.

또한, 보강밴드(10) 체결에 의한 변형응력이 진공 변형응력에 가해짐으로써 표면부의 주응력 방향이 바뀌고 크랙의 진행방향이 변하여 폭죽을 방지할 수 있는 것이다.

실제로, 패널(1)의 측면부에 보강밴드(10)를 체결하기 전에는 최대응력은 87.9㎏f/㎠ 정도로 나타나는데 반해, 보강밴드(10)를 체결하게 되면 최대응력이 79.0㎏f/㎠ 정도로 나타나게 된다.

이러한 보강밴드(10)는 패널(1) 형성시 금형에 의해 자연적으로 형성되는 몰드매치라인(mold match line)(11)을 감싸게 위치되며, 도 3과 같이 패널(1) 앞부분의 압축력을 강화시키는 겹침형 보강밴드(10'), 밴드 자체의 밀착성 등을 크게 향상시켜 압축효과를 높인 일자형 보강밴드(10') 등 여러 종류가 있다.

실제로, 보강밴드(10)는 패널(1) 내면의 가장 낮은 부위이면서 압축 효과의 분기점이 되는 코너부의 곡면 중심 위치를 기준으로 해야 되나 패널(1)의 형상이구형이므로 몰드매치라인(11)과 코너부의 곡면 중심의 위치가 거의 동일하여 형상적으로 식별이 용이한 몰드매치라인(11)을 보강밴드(10)의 설치 기준에 적용한 것이며, 몰드매치라인(11)을 기준으로 상부측은 패널(1)의 앞부분을 압축하고 하부측은 패널(1)의 스커트부를 압축하게 되므로 폭죽 방지 성능을 향상시키기 위해서는 보강밴드(10)를 몰드매치라인(11)을 기준으로 적정하게 배분해야 한다.

따라서, 보강밴드(10)가 몰드매치라인(11) 하부측으로 치우치게 위치되면 음극선관에 충격 발생시 크렉이 다량 발생하고 패널(1)이 오픈되는 등 상당히 불리하게 되며, 상부측으로 치우치게 위치되면 상대적으로 패널(1)의 뒤쪽이 불리하게 되어 음극선관 뒤쪽에 폭죽 및 크렉이 발생되고 패널(1) 표면에까지 영향을 미치게 된다.

그런데, 보강밴드(10)를 실제 음극선관에 적용할 경우에는 최적의 방폭 특성을 구현하기 위하여 통상 몰드매치라인(11)을 기준으로 상부의 압축력이 하부에 비하여 작도록 설계되며, 종래와 같이 구형 패널을 적용할 경우에는 상부의 압축력이 하부의 압축력에 비하여 90%를 넘지않도록 설계되는게 보통이다.

그리고, 폭죽을 방지하기 위하여 상기한 보강밴드(10) 이외에 유리 자체의 강성을 높여 폭죽 방지 특성을 향상시킨 강화유리를 패널(1)로 사용할 수도 있고, 패널(1)의 표면에 필름을 부착하여 폭죽 방지 기능을 가지게 할 수도 있다.

최근에는 보다 선명한 화상을 제공하기 위해 화면이 대형화, 평면화되면서외면은 평면이고 내면은 곡면인 패널이 등장하였는데, 이러한 형태의 패널은 일반적인 구형 패널에 비해 선명한 화상을 제공할 수 있어 고정세 화상 구현에 유리하지만 그 형상에 있어서는 패널의 코너부 두께가 일반적인 구형 패널에 비해 두껍게 형성된다.

따라서, 일반적인 구형 패널은 중심과 코너의 두께비가 약 1.3 정도인데 반하여 외면은 평면이고 내면은 곡면인 패널의 경우에는 중심과 코너의 두께비가 약 1.8∼2.0 정도가 된다.

이런 상태에서 종래 일반적인 구형 패널에 적용한 것과 같이 보강밴드의 압축력 배분의 기준을 몰드매치라인으로 할 경우에는 보강밴드의 위치가 상대적으로 패널의 뒤쪽으로 치우치게 되어 패널 앞쪽이 취약하게 되며, 이 부분에서 크랙 및 폭죽 가능성이 높아지게 된다.

또한, 상기한 패널에서는 그 코너부에서 곡률이 급격히 변하며, 일반적으로 이 코너부의 곡면 즉, 블랜드 곡면의 중심 위치를 기준으로 압축 효과의 분기점을 이루므로 보강밴드의 설치 기준을 블랜드 곡면의 중심 위치로 맞춤이 바람직하다.

여기서, 몰드매치라인과 곡률 변경부의 위치관계는 패널의 규격에 따라 달라지게 되어 보강밴드의 설치 기준을 몰드매치라인으로 맞출 경우에는 패널의 규격에 따라 모든 패널에 적용되는 보강밴드의 설치 기준을 다르게 설정해야 한다.

그리고, 폭죽 현상을 방지할 목적으로 패널에 강화유리를 적용하거나 패널 표면에 필름을 부착할 수 있으나 전자의 경우 폭죽 방지 효과는 있으나 제조원가를 상승시키는 원인이되며, 후자의 경우도 가격 및 재활용 측면에서 불리하게 작용되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 외면은 평면이고 내면은 곡면인 패널에 보강밴드를 적용함에 있어, 그 설치 기준 위치를 패널 내면의 코너부 곡면 중심 위치에 맞추어 상하로 적정하게 배분함으로써 최적의 방폭특성을 구현한 음극선관용 보강밴드를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 음극선관의 구성도이고,

도 2는 일반적인 음극선관의 응력 분포도이고,

도 3은 일반적인 음극선관의 보강밴드 구성도로서,

도 3a는 일자형이고,

도 3b는 겹침형이고,

도 4는 본 발명에 적용되는 보강밴드의 방폭 특성을 나타낸 그래프이고,

도 5는 본 발명에 따른 음극선관용 보강밴드의 구성도로서,

도 5a는 일자형이고,

도 5b는 겹침형 중 겹침부위가 기준선의 하부까지 연장된 경우이고,

도 5c는 겹침형 중 겹침부위가 기준선의 상부에 위치한 경우이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 보강밴드 10' : 일자형 보강밴드

10' : 겹침형 보강밴드 11 : 몰드매치라인

100 : 패널 100a : 패널 내면의 코너부

O : 패널 내면의 코너부 곡면 중심

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음극선관용 보강밴드는, 표시화면을 이루는 패널과, 상기 패널의 측면부 외면을 연속적으로 감싸는 소정 폭의 보강밴드를 포함한 음극선관에 있어서: 상기 보강밴드는, 상기 패널 내면의 코너부 곡면의 중심 위치를 수평방향으로 연장한 선을 기준으로 상기 패널 전면부측 체결장력을 F_a, 상기 패널 전면부 반대측 체결장력을 F_b라 할 때, 부등식 0.95 ≤ F_a/F_b≤ 1.39를 만족하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 보강밴드가 일자형일 경우, 상기 보강밴드의 상기 패널 전면부측 폭을 d_a, 상기 패널 전면부 반대측 폭을 d_b라 할 때, 부등식 0.95 ≤ d_a/d_b≤ 1.39를 만족하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 보강밴드가 겹침형이고 그 겹침부위가 상기 기준선의 하부측까지 연장되었을 경우, 상기 보강밴드의 상기 패널 전면부측 폭을 d_a, 상기 보강밴드의 겹쳐지지 않은 부위의 상기 패널 전면부 반대측 폭을 d_b1, 상기 보강밴드의 겹쳐진 부위의 상기 패널 전면부 반대측 폭을 d_b2라 할 때, 부등식 0.95 ≤ (2×d_a)/(d_b1+d_b2) ≤ 1.39를 만족하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 보강밴드가 겹침형이고 그 겹침부위가 상기 기준선의 상부에 위치할 경우, 상기 보강밴드의 겹쳐지지 않은 부위의 상기 패널 전면부측 폭을 d_a1, 상기 보강밴드의 겹친 부위의 상기 패널 전면부측 폭을 d_a2, 상기 보강밴드의 상기 패널 전면부 반대측 폭을 d_b라 할 때, 부등식 0.95 ≤ (d_a1+d_a2)/d_b≤ 1.39를 만족하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면, 최근 추세인 평면패널에 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 3과 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

본 발명은 최근 개발되고 있는 외면은 평면이고 내면은 곡면인 패널(100)에 부합되는 최적의 보강밴드(10)를 제공하기 위한 것으로, 상기한 패널(100)은 그 중앙부와 코너부(100a)의 두께 차이가 크므로 이로 인해 종래와 같이 보강밴드(10)의 설치 기준을 몰드매치라인(11)으로 맞출 경우에는 상대적으로 패널(100)의 전면부가 취약해지는 점과, 또한 그 코너부(100a)는 패널(100) 내면의 가장 낮은 부위이면서 압축 효과의 분기점이 되는 점에 착안하여 보강밴드(10)의 설치 기준을 패널(100) 내면의 코너부(100a) 곡면 중심(O) 위치에 맞춘 것이다.

일반적으로, 보강밴드(10)의 체결장력(F)은 F=σ×T×d(여기서 σ:항복강도, T:보강밴드 두께, d:보강밴드 폭)의 식으로부터 도출되는데, 임의의 음극선관에 적용되는 보강밴드(10)에서 그 두께 및 항복강도는 전체적으로 동일하므로 체결장력은 보강밴드(10)의 폭과 비례한다고 할 수 있다.

도 4는 보강밴드(10)를 패널(100) 내면의 코너부(100a) 곡면 중심(O) 위치를 기준으로 그 체결장력(실제로는 폭이 된다)을 변경하면서 방폭 특성을 실험한 것으로, 보강밴드(10)가 코너부(100a) 곡면 중심(O) 위치를 기준으로 하부측에 치우칠 경우에는 상대적으로 상부의 체결장력이 하부의 체결장력보다 작게 형성되어 외부 충격이 패널(100) 표면에 작용될 때 이 충격에 의해 패널(100) 표면부분에 다량의 크랙이 발생되며, 심할 경우에는 패널(100) 표면이 오픈되는 등 방폭 특성에 매우 불리하다.

반대로 보강밴드(10)가 코너부(100a) 곡면 중심(O) 위치를 기준으로 상부측에 지나치게 치우칠 경우, 즉 상부의 체결장력이 하부의 체결장력에 비해 상대적으로 40% 이상 클 경우에는 외부 충격이 패널(100) 표면에 작용될 때 충격후 시간 경과에 따라 진행성 크랙이 발생할 수 있으며, 또한 외부 충격이 상부에서 하부로 분산 전달되지 못하게 상부를 강하게 압축하고 있으므로 패널(100)에 약간의 상처만 발생하는 체크 마크가 나타날 수도 있으나 폭죽의 가능성도 같이 가지고 있어 최적의 방폭 특성을 구현할 수는 없다.

따라서, 보강밴드(10)가 패널(100) 내면의 코너부(100a) 곡면 중심(O) 위치를 기준으로 적정하게 배분되어야 할뿐만 아니라 상기한 실험에서 패널(100)의 표면 체적이 증가됨에 따라 보강밴드(10)의 상부측 체결장력이 증가되어야 함을 알 수 있으며, 이로부터 도출된 최적의 보강밴드(10) 체결장력비를 나타내면 아래의 식 1과 같다.

[식 1]

0.95 ≤ F_a/F_b≤ 1.39

여기서, Fa는 패널 내면의 코너부 곡면 중심을 기준으로 상부의 보강밴드 체결장력이고, Fb는 패널 내면의 코너부 곡면 중심을 기준으로 하부의 보강밴드 체결장력이다.

이때, 전술한 바와 같이 임의의 음극선관에 적용되는 보강밴드(10)에서 그 항복강도 및 두께는 동일하므로 보강밴드(10)의 체결장력은 그 폭에 비례하게 되며, 따라서 보강밴드(10)의 체결장력의 비를 보강밴드의 폭 비로써 나타낼 수 있는데, 이를 아래에 설명한다.

도 5a는 일자형 보강밴드(10')를 나타낸 것으로, 패널(100)내면의 코너부(100a) 곡면 중심(O) 위치를 기준으로 한 보강밴드(10')의 상부측 폭을 d_a, 하부측 폭을 d_b라 할 때, 보강밴드(10')의 체결장력비는 아래의 식 2의 관계를 갖는다.

[식 2]

0.95 ≤ F_a/F_b=d_a/d_b≤ 1.39

그런데, 보강밴드(10')가 겹침형일 경우에는 겹쳐진 부위가 패널(100) 내면의 코너부(100a) 곡면 중심(O) 위치를 기준으로 어느 부위까지 연장되어 있느냐에 따라 보강밴드(10')의 체결장력이 달라지므로 각각의 경우를 생각하여야 한다.

도 5b는 보강밴드(10')가 겹침형이면서 그 겹쳐진 부위가 하부측까지 연장되었을 경우를 나타낸 것으로, 보강밴드(10')의 상부측 폭을 d_a, 보강밴드(10')의 겹쳐지지 않은 부위의 하부측 폭을 d_b1, 보강밴드(10')의 겹쳐진 부위의 하부측 폭을 d_b2라 할 때, 보강밴드(10')의 체결장력비는 아래의 식 3과 같은 관계를 가진다.

[식 3]

0.95 ≤ F_a/F_b= (2×d_a)/(d_b1+d_b2) ≤ 1.39

또한, 도 5c는 보강밴드(10')가 겹침형이면서 그 겹쳐진 부위가 상부측에 위치할 경우를 나타낸 것으로, 보강밴드(10')의 겹쳐지지 않은 부위의 상부측 폭을 d_a1, 보강밴드(10')의 겹쳐진 부위의 상부측 폭을 d_a2, 보강밴드(10')의 하부측 폭을d_b라 할 때, 보강밴드(10')의 체결장력비는 아래의 식 4와 같은 관계를 가진다.

[식 4]

0.95 ≤ F_a/F_b= (d_a1+d_a2)/d_b≤ 1.39

이와 같이, 패널(100) 내면의 코너부(100a) 곡면 중심(O) 위치를 기준으로 한 보강밴드(10)의 체결장력비를 그 폭 비로써 나타낼 수 있으며, 이러한 보강밴드(10)의 체결장력비를 외면은 평면이고 내면은 곡면인 패널(100)에 적용하게 되면 음극선관에서 발생하는 응력의 분포를 균일하게 할 수 있음은 물론 외부 충격이 패널(100)의 표면에 작용할 때 그 충격파를 패널(100)의 표면부와 스커트부로 고르게 분산시키게 되어 최적의 방폭 특성을 구현할 수 있는 것이다.

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 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 최근 개발되고 있는 외면은 평면이고 내면은 곡면인 패널에 최적의 보강밴드를 제공할 수 있어 패널의 방폭 특성을 향상시킬 수 있으며, 이를 통해 제품의 신뢰성 향상은 물론 사용자의 안전성을확보할 수 있는 효과가 있다는 것이다.

Claims

표시화면을 이루는 패널과, 상기 패널의 측면부 외면을 연속적으로 감싸는 소정 폭의 보강밴드를 포함한 음극선관에 있어서:

상기 보강밴드는,

상기 패널 내면의 코너부 곡면의 중심 위치를 수평방향으로 연장한 선을 기준으로 상기 패널 전면부측 체결장력을 F_a, 상기 패널 전면부 반대측 체결장력을 F_b라 할 때, 부등식 0.95 ≤ F_a/F_b≤ 1.39를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.
제 1 항에 있어서,

상기 보강밴드가 일자형일 경우, 상기 보강밴드의 상기 패널 전면부측 폭을 d_a, 상기 패널 전면부 반대측 폭을 d_b라 할 때, 부등식 0.95 ≤ d_a/d_b≤ 1.39를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.
제 1 항에 있어서,

상기 보강밴드가 겹침형이고 그 겹침부위가 상기 기준선의 하부측까지 연장되었을 경우, 상기 보강밴드의 상기 패널 전면부측 폭을 d_a, 상기 보강밴드의 겹쳐지지 않은 부위의 상기 패널 전면부 반대측 폭을 d_b1, 상기 보강밴드의 겹쳐진 부위의 상기 패널 전면부 반대측 폭을 d_b2라 할 때, 부등식 0.95 ≤ (2×d_a)/(d_b1+d_b2) ≤ 1.39를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.
제 1 항에 있어서,

상기 보강밴드가 겹침형이고 그 겹침부위가 상기 기준선의 상부에 위치할 경우, 상기 보강밴드의 겹쳐지지 않은 부위의 상기 패널 전면부측 폭을 d_a1, 상기 보강밴드의 겹쳐진 부위의 상기 패널 전면부측 폭을 d_a2, 상기 보강밴드의 상기 패널 전면부 반대측 폭을 d_b라 할 때, 부등식 0.95 ≤ (d_a1+d_a2)/d_b≤ 1.39를 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.