KR100329566B1 - 음극선관의 알루미늄막 증착코일 - Google Patents

Abstract

음극선관용 알루미늄막 증착코일을 개시한다. 본 발명은 진공 상태에서 벌브 내면에 형성되는 알루미늄막을 증착시키도록 벌브 내부에 개재되는 (+)(-) 전극의 양 단부에 전기적으로 접속되고, 상기 알루미늄막의 원소재인 알루미늄 피스를 개재하여 전원이 인가시 가열되어 상기 알루미늄 피스를 용융시켜 증착시키는 음극선관의 증착 코일에 있어서, 코일은 (+) 전극에 일단부가 접속되고, (-) 전극에 타단부가 접속되며, 상기 (+)(-) 측으로 수회 왕복하여 감겨진 유선형의 코일을 포함한다.

Description

음극선관의 알루미늄막 증착코일{Evaporating coil of Al film for cathode ray tube}

본 발명은 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로젝션 음극선관과 같은 투사형 디스플레이의 패널 내면에 형성되는 알루미늄 증착막을 코팅시키는 코일을 개선한 음극선관용 알루미늄막 증착코일에 관한 것이다.

일반적으로 대형 화면을 구현하는 디스플레이는 장치의 광학적 구조에 따라 직시형(direct view)과 투사형(projection view)으로 분류할 수 있다. 직시형 디스플레이는 잘 알려진 바와 같이 칼라 음극선관과 같은 디스플레이에 재현된 화상을 직접적으로 시청자가 시청하는 것이고, 투사형 디스플레이는 소형의 음극선관으로부터 형성된 화상을 투사 렌즈부를 사용하여 확대하여 스크린에 투사하여 시청하는 것이다.

도 1은 이러한 투사형 디스플레이에서 단색의 화상을 구현하는 음극선관(monochrome cathode ray tube)의 벌브(10)를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 벌브(10)는 패널(11)과, 상기 패널과 봉착되는 펀넬(12)과, 상기 패널(11)의 내면에 도포되는 적,녹,청색중 어느 하나의 단색으로 된 형광막(13)과, 상기 형광막(13)의 상면에 증착되는 알루미늄막(14)을 포함한다. 상기 알루미늄막(14)은 상기 형광막(13)의 휘도를 향상시키고, 형광막(13)의 전위강하를 방지하고, 이온 충격에 의한 형광막(13)이 타는 것을 방지시키는 역할을 한다.

상기 언급한 막(13)(14)들을 형성시키기 위해서는 형광막(13)용 슬러리를 패널(11)의 내면에 전면 도포한후 원심 침강법이나 자연 침강법등의 방법으로 침강시켜 형광막(13)을 형성시키고, 상기 형광막(13)이 형성된 벌브(10)를 진공으로 만든후 알루미늄 피스(Al piece)을 가열하여 용해, 확산시켜 알루미늄막(14)을 형성시키게 된다.

여기서, 상기 알루미늄막(14)을 형성시키는 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

패널(11)과 펀넬(12)이 일체형으로 된 벌브(10)의 단부에 진공 증착기(15)를 설치한다. 상기 벌브(10)는 증착 도중에 외부 공기가 벌브(10) 내로 유입되는 현상을 방지하기 위하여 밀폐 부재(16)에 의하여 진공 증착기(15)에 결합된다. 상기 진공 증착기(15)로부터는 (+) 및 (-) 전극봉(17a)(17b)이 상기 벌브(10)의 내부로 인입된다. 이때, 상기 (+) 및 (-) 전극봉(17a)(17b)의 단부에는 텅스텐 와이어로 된 코일부(18)가 각각 전기적으로 접속되어 있다. 상기 코일부(18)에는 알루미늄 피스(19)가 개재된다.

다음으로, 상기 진공 증착기(15)를 이용하여 상기 벌브(10) 내를 고진공으로 형성시킨다음, 상기 (+) 및 (-) 전극봉(17a)(17b)에 전원을 인가하여 코일부(18)를 가열하게 된다.

상기 코일부(18)가 가열되면 그 내부에 개재된 알루미늄 피스(18)가 용융되고, 이에 따라 알루미늄의 증발이 발생한다. 이에 따라, 알루미늄의 증발 분자는 상기 형광막(13)이 형성된 패널(11)의 내측으로 비행하게 되어 증착이 되어 알루미늄막(14)을 형성하게 된다. 이때, 증착된 알루미늄막(14)의 두께 분포는 패널(11)과 코일부(18)와의 상대적인 위치관계에 따라 결정된다.

그런데, 종래의 기술에 따르면, 투사형 디스플레이에 사용되는 음극선관은 단색의 형광막을 가지고 있는 소형의 음극선관이다. 이에 따라, 제한된 폭을 가지는 코일부(18)를 이용하여 알루미늄막(13)을 증착시키게되는데, 상기 패널(11)의 내측으로는 집속 렌즈부의 역할을 하기 위하여 소정의 곡률이 형성되어 있어서 알루미늄막(14)이 전면을 통하여 균일하게 도포되지 않는다.

즉, 상기 패널(11) 내면의 중앙부인 A 지점에서 막두께가 100%라고 한다면, 패널(11)의 양 주변부인 B 지점과 C 지점에서는 A 지점의 막두께의 11.9% 정도를 가지는 것으로 실험적으로 나타난다. 이러한 알루미늄막(13) 두께의 불균일은 결과적으로 휘도나 화이트 발란스를 불완전하게 할 수 있어서, 중앙부와 주변부의 편차를 줄이기 위한 여러 가지 실험이 진행중이다.

이중에서, 열원인 상기 코일부(18)의 형상이 나선형인 것또한 알루미늄막(14) 두께의 불균일에 지대한 영향을 초래한다. 이는 상기 패널(11)의 내면이 곡률을 이루고 있는데 비하여, 상기 코일부(18)는 측면에서 보았을 때 수평이므로 알루미늄 증발 분자의 확산 각도를 크게 하는데 한계가 있다. 따라서, 상기 코일부(18)의 형상을 개선시킬 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 투사형 디스플레이에서 패널의 내면에 증착되는 알루미늄막을 균일하게 할 수 있도록 알루미늄 피스를 증발시키는 열원의 구조와 이에 따른 방법이 개선된 음극선관용 알루미늄막 증착코일을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 통상적인 음극선관을 도시한 입단면도,

도 2는 종래의 벌브내에 알루미늄막을 증착하는 상태를 도시한 입단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 벌브내에 알루미늄막을 증착하는 상태를 도시한 입단면도,

도 4는 도 3의 특징부를 발췌도시한 제 1 실시예에 따른 확대도,

도 5는 도 3의 특징부를 발췌도시한 제 2 실시예에 따른 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10,30...벌브 11,31...패널

12,32...펀넬 13,33...형광막

14,34...알루미늄막 15,35...진공 증착기

16,36...밀폐 부재 17a,17b,37a,37b...전극봉

18,38,41,51...코일부 19,39...알루미늄 피스

20...음극선관 26...전자총

27...편향 요오크

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 음극선관용 알루미늄막 증착코일은,

진공 상태에서 벌브 내면에 형성된 형광막 상면에 알루미늄막을 증착시키도록 벌브 내부에 개재되는 (+)(-) 전극의 양 단부에 전기적으로 접속되고, 상기 알루미늄막의 원소재인 알루미늄 피스를 개재하여 상기 전극으로부터 전원이 인가시 가열되어 상기 알루미늄 피스를 용융시켜 이를 상기 형광막 상면에 확산시켜 증착시키는 음극선관용 알루미늄막 증착 코일에 있어서,

상기 코일은 (+) 전극에 일단부가 접속되고, (-) 전극에 타단부가 접속되며, 상기 (+)(-) 측으로 수회 왕복하여 감겨진 유선형의 코일인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코일은 그 일단부가 상기 (+) 전극의 일단부에 결합되어 상기 (-) 전극측으로 유선형으로 연장되고, 다시 (+) 전극측으로 소정간격 이격되게 평형된 상태에서 일체로 연장가능하게 수회 감겨져 타단부가 상기 (-) 전극의 일단부에 결합되고, 아랫 방향으로 오목한 곡률을 가지며 그 사이에 상기 알루미늄 피스가 개재되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코일은 일단부가 상기 (+) 전극의 일단부로부터 상기 (-) 전극측으로 위로 볼록하게 유선형으로 연장되고, 다시 (+) 전극측으로 소정간격 이격되게 평형한 상태에서 연장가능하게 수회 감겨져 타단부가 (-) 전극의 일단부에 결합되며, 그 사이에 알루미늄 피스가 개재되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 알루미늄 피스는 상기 코일에 대응한 곡률을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 음극선관용 알루미늄막 증착코일을 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투사형 디스플레이의 단색의 화상을 구현하는 음극선관(20)을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 음극선관(20)에는 패널(21)과, 상기 패널(21)의 단부에 봉착되는 펀넬(22)을 포함한다. 상기 패널(21)의 내면에는 적,녹,청색의 형광체중 어느 하나의 단색의 형광체로 된 형광막(23)이 형성된다. 상기 형광막(23)의 상면에는 상기 형광막(23)의 휘도를 증대시키고, 음극선관(20) 내의 잉여 전자의 방출을 용이하게 하기 위하여 알루미늄막(24)이 증착되어 있다. 상기 펀넬(22)의 내주면에는 도전성 내장 흑연층(25)이 도포되어 있어서 상기 알루미늄막(24)과 상호 통전된다.

그리고, 상기 음극선관(20)의 네크부에는 상기 형광막(23)을 여기시키기 위한 전자빔(26g)을 방출하기 위한 전자총(26)이 설치된다. 상기 전자총(26)은 열전자를 방출하기 위한 음극 조립체(26a), 제어 전극(26b), 스크린 전극(26c), 제 1 포커스 전극(26d), 제 2 포커스 전극(26e) 및 최종 가속 전극(26f)을 포함한다. 상기 음극선관(20)의 콘부에는 상기 전자총(26)으로부터 방출된 전자빔(26g)을 편향시키기 위한 편향 요오크(27)가 설치된다.

이때, 상기 패널(21)의 외면은 평평한 형태를 유지하고 있는 반면에, 내면으로는 전자빔(26g)이 전자총(26)으로부터 주사되어 편향 요오크(27)에 의하여 편향되고, 상기 형광막(23)에 충돌하여 형광막(23)의 형광체를 여기시, 발광된 형광체가 집속가능하게 렌즈부 역할을 하도록 곡률이 형성된 굴곡부 형태를 가진다.

여기서, 상기 형광막(23) 상에는 알루미늄막(24)이 증착되는데, 이 알루미늄막(24)은 형광막(23)을 성막시키고 난후 진공 상태에서 소정의 진공 증착기를 이용하여 박막 형태로 형성된다.

도 3은 이러한 알루미늄막을 형성시키기 위한 벌브(30)에 진공 증착기(25)를 결합한 상태를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 벌브(30)는 패널(31)과, 상기 패널(31)의 단부에 봉착되는 펀넬(32)이 일체형으로 된 형태이다. 상기 패널(31)의 내면에는 자연 침강법이나 원심 침강법을 이용하여 형광막(33)용 슬러리를 침강시켜 단색의 형광체로 된 형광막(33)이 형성되어 있다. 상기 형광막(33)의 상면에는 본 발명의 방법에 따라 형성될 알루미늄막(34)이 증착되어 있다.

그리고, 상기 벌브(30)의 단부에는 진공 증착기(35)가 결합된다. 상기 진공 증착기(35)를 이용하여 상기 알루미늄막(34)을 증착하는 이유는 상기 알루미늄막(34)의 증착시 증발되는 알루미늄 분자가 증발 도중에 다른 분자와 충돌하는 확률을 줄여 증발 속도를 향상시키고, 진공 상태이므로 산소나 질소가 거의 없기 때문에 화학적인 측면에서 산화나 질화를 미연에 방지할 수 있기 때문이다.

한편, 상기 벌브(30) 내부를 외부로부터 밀폐시키기위하여 상기 진공 증착기(35)와 결합되는 부위에는 밀폐 부재(36)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 벌브(30)의 내부에는 진공 증착기(35)로부터 소정 길이의 (+) 전극봉(37a)과 (-) 전극봉(37b)이 인입된다. 상기 (+) 및 (-) 전극봉(37a)(37b)의 단부에는 본 발명의 특징에 따른 코일부(38)의 양 단부가 전기적으로 접속되어 있다. 상기 코일부(38) 사이에는 증착될 알루미늄막(34)의 원소재인 알루미늄 피스(39)가 개재되어 있다. 이때, 상기 코일부(38)의 형상은 종래의 기술과는 달리 그 형상이 나선형이 아니라, 상기 패널(31) 내부의 굴곡부와 유사한 형태의 곡률을 가지는 패널(31) 내면의 형광막(33)에 대하여 오목 내지 볼록한 곡률을 가진 유선형의 텅스텐 와이어이다. 즉, 상기 코일부(38)는 상기 (+) 및 (-) 전극봉(37a)(37b) 사이에서 중앙으로부터 주변으로 갈수록 형광막(33)에 대하여 상대적으로 다른 길이를 가지도록 감겨져 있다. 또한, 상기 코일부(38)는 상기 (+) 및 (-) 전극봉(37a)(37b)의 중앙으로부터 양측 주변으로 갈수록 상호 대칭적인 형상을 가지고 있다.

이를 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 도 3의 G 부분을 발췌도시한 제 1 실시예이다.

도면을 참조하면, 상기 (+) 전극봉과 (-) 전극봉에는 텅스텐 와이어로 된 코일부(41)의 단부과 각각 전기적으로 접속가능하게 설치된다. 상기 코일부(41)는 그 일단부(41a)가 상기 (+) 전극봉의 일단부로부터 결합된 상태에서 상기 (-) 전극봉측으로 유선형으로 연장되었다가, 다시 (+) 전극봉측으로 소정 간격 이격되게 평형한 상태에서 연장되는 방식으로 수회 왕복하여 감겨져 최종적으로 코일부(41)의 타단부(41b)가 (-) 전극봉의 일단부에 결합된다. 이때, 상기 코일부(41)는 형광막(33)에 대하여 오목한 형태를 유지하고, 도 3에서 언급한 바와 같이, 패널(31)의 내면의 곡률과 대략 유사한 곡률을 가지고 있다.

상기 패널(31) 내면에 형성되는 알루미늄막(34)의 원소재인 알루미늄 피스(39)는 상기 코일부(41)의 와이어 사이에 개재될 수 있는데, 상기 알루미늄 피스(39)의 형상도 상기 코일부(41)처럼 소정의 곡률을 가진 형태가 바람직하다.

도 5는 도 3의 G 부분을 발췌도시한 제 2 실시예이다.

여기서는, 도 4의 구조와 유사하므로 본 발명의 특징부만 간략하게 언급하기로 한다.

도면을 참조하면, 상기 (+) 전극봉으로부터 코일부(51)의 일단부(51a)가 결합된 상태에서 상기 (-) 전극봉측으로 유선형으로 연장되었다가, 다시(+) 전극봉측으로 소정 간격 이격되게 평형한 상태에서 일체형으로 연장되는 방식으로 수회 왕복하여 감겨져 (-) 전극봉(37b)에 타단부(51b)가 결합된다.

이때, 도 4의 경우와는 달리, 상기 코일부(51)는 상기 형광막(33)에 대하여 볼록한 형태를 유지하고 있다. 즉, 상기 코일부(51)의 중앙 지점을 기준으로 할 때 양 단부로 갈수록 코일부(51)의 높이가 낮아진다.

상기와 같은 구조를 가지는 벌브(30)의 내면에 상기 알루미늄막(34)을 형성시키는 과정을 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

상기 벌브(30)의 단부에 진공 증착기(36)를 설치한다. 이때, 증착도중에 외부로부터 공기가 벌브(30) 내로 유입되는 현상을 방지하기 위하여 상기 벌브(30)와 진공 증착기(36)가 결합되는 부위에는 밀폐 부재(36)가 개재된다.

이때, 상기 진공 증착기(35)로부터 벌브(30) 내부로 인입된 (+) 및 (-) 전극봉(37a)(37b)의 단부에는 본 발명의 특징에 따른 유선형의 코일부(41)(51)가 각각 전기적으로 접속되어 있고, 상기 코일부(41)(51)의 와이어 사이에는 증착될 유선형의 알루미늄 피스(39)가 개재되어 있다.

이어서, 상기 진공 증착기(35)를 이용하여 상기 벌브(30) 내부를 고진공으로형성시킨 다음, 상기 (+) 및 (-) 전극봉(37a)(37b)에 전원을 인가하여 코일부(41)(51)을 가열하게 된다.

상기 코일부(41)(51)가 가열되면 그 사이에 개재된 알루미늄 피스(39)가 용융되어 상기 코일부(41)(51)의 외주면측에 용융된다. 이어서, 알루미늄의 증발이 시작된다. 이에 따라, 알루미늄의 증발 분자는 상기 형광막(33) 상면으로 열적으로 확산하게 되어 증착이 되어 알루미늄막(34)을 형성하게 된다.

이때, 상기 코일부(41)(51)는 유선형의 텅스텐 와이어로 되어 있고, 코일부(41)(51)에 개재되는 알루미늄 피스(39) 또한 유선형으로 되어 있어서, 상기 형광막(33) 측으로 확산시 확산되는 각도가 커지게 된다.

즉, 상기 코일부(41,도 4참조)의 경우에는 종래 기술의 코일부(18)와 비교하여 볼 때, 코일부(41)의 중심으로부터 양 측으로 종래의 코일부(18)보다 소정 간격 멀어지도록 유선형으로 감겨져 있다. 이렇게 상기 형광막(33)으로부터 코일부(41) 까지의 거리가 소정 간격 증가함에 따라서, 확산되는 알루미늄 분자가 상기 형광막(33)의 중앙부측로 확산되어 증착되는 양이 줄어드는 대신에, 형광막(33)의 주변부로 확산이 보다 많이 발생하게 된다.

상기 또 다른 실시예의 코일부(51,도5참조)의 경우에는 종래 기술의 코일부(18)와 비교하여 볼 때, 코일부(51)의 중심은 종래의 코일부(18)처럼 상기 형광막(33)으로부터 동일한 간격을 유지한다. 대신에, 양 측으로 유선형을 이루고 그 간격이 형광막(33)으로부터 멀어지게 됨에 따라서, 코일부(51)의 양 측으로부터 상기 형광막(33)의 중앙부로 확산되는 알루미늄 증착량을 줄일 수가 있다.

이에 따라, 상기 형광막(33)의 중앙부인 D 지점에서 막두께가 100%라고 한다면, 형광막(33)의 양 주변부인 E 지점과 F 지점에서는 D 지점의 막두께의 12.9 내지 13.4% 정도를 가지게 되어 종래의 11.9% 보다 1 내지 1.5% 정도 두께비가 줄어드는 결과를 나타낸다.

이처럼, 일체로 된 투사형 디스플레이의 벌브(30)를 사용할 때 코일(41)(51)의 크기에 제한을 받게 되는데, 형광막(33) 측으로 확산시키는 각도를 증가시키도록 코일(41)(51)의 형상을 달리하고, 이에 따른 알루미늄 피스(49) 또한 형상을 달리하여 형광막(33) 상에 증착되는 알루미늄막(33)의 균일도를 향상시킬 수 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 음극선관용 알루미늄막 증착코일은 은 프로젝션 음극선관과 같은 투사형 디스플레이의 형광막 상면에 형성되는 알루미늄 증착막을 증착시키는 증착코일의 형상을 유선형으로 개선함으로써 알루미늄막의 균일도를 1 내지 1.5% 정도 향상시킬 수가 있다. 또한, 코일이 휘어지는 정도를 조절하게 됨으로써 알루미늄 증착막의 균일도를 보다 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 진공 상태에서 벌브 내면에 형성된 형광막 상면에 알루미늄막을 증착시키도록 벌브 내부에 개재되는 (+)(-) 전극의 양 단부에 전기적으로 접속되고, 상기 알루미늄막의 원소재인 알루미늄 피스를 개재하여 상기 전극으로부터 전원이 인가시 가열되어 상기 알루미늄 피스를 용융시켜 이를 상기 형광막 상면에 확산시켜 증착시키는 코일부를 가지는 음극선관용 알루미늄막 증착코일에 있어서,

   상기 코일부는 상기 (+) 및 (-) 전극 사이에서 중앙으로부터 양 주변으로 갈수록 상기 형광막에 대하여 상대적으로 다른 길이를 가지며, 상호 대칭적으로 감겨진 유선형인 것을 특징으로 하는 음극선관용 알루미늄막 증착코일.
2. 제1항에 있어서,

   상기 코일부는 상기 형광막에 대하여 오목한 곡률을 가지는 유선형이고, 상기 코일부내에는 상기 알루미늄 피스가 개재된 것을 특징으로 하는 음극선관용 알루미늄막 증착코일.
3. 제1항에 있어서,

   상기 코일부는 상기 형광막에 대하여 볼록한 곡률을 가지는 유선형이고, 상기 코일부내에는 상기 알루미늄 피스가 개재된 것을 특징으로 하는 음극선관용 알루미늄막 증착코일.
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