KR100331819B1

KR100331819B1 - 평면 음극선관

Info

Publication number: KR100331819B1
Application number: KR1020000019320A
Authority: KR
Inventors: 박기범
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2002-04-09
Also published as: CN1317821A; US20010043037A1; US6628058B2; KR20010095872A

Abstract

본 발명은 평면 음극선관에 대한 것으로서, 특히 새도우 마스크의 두께를 증가시켜 새도우 마스크의 제작성을 높이는 한편, 패널의 투과율을 증가시켜 음극선관의 휘도가 향상되도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은,내면에 형광면이 형성되고, 그 전면에는 경화성 접착제(resin)로 안전유리가 부착되며, 프릿 글라스로 내면에 레일이 부착된 패널과, 상기 레일에 고정되는 새도우마스크가 포함되는 평면 음극선관에 있어서, 상기 패널의 투과율을 조절하여 소정이상의 휘도로 형성됨을 특징으로 하는 평면 음극선관이 제공되도록 한것이다.

Description

평면 음극선관{Flat Cathod Ray Tube}

본 발명은 평면 음극선관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 새도우 마스크와 패널의 구조개선에 대한 것이다.

일반적으로 음극선관은 수신되는 전기신호를 영상신호로 재현시키는 장치로써, 텔레비젼 모니터등의 영상 표시기에 사용되고, 음극선관의 전면인 스크린의 형상에 따라 곡면형과 평면형으로 나뉘어진다.

상기와 같은 음극선관중 곡면 칼라 음극선관에 비해, 이미지 왜곡이 적고, 외부 빛을 반사하는 반사율이 작은 장점을 가지는 평면 음극선관을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 평면 음극선관을 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 삽입되는 종래 새도우 마스크를 나타내는 개략도이며, 도 3은 도 2에서 A-A선으로 나타나는 종래 새도우 마스크의 단면과 이를 통과하는 전자빔 및 패널을 도시하는 개략 단면도이다.

종래 평면 음극선관은 도 1에서 도시된 것과 같이, 패널(13), 펀넬(14) 및, 전자총(17)으로 구성된다.

그리고, 상기 패널(13)에 있어서, 그 내면에는 적, 녹, 청의 스트라이프 또는 도트 형상의 형광체로 구성된 형광면(11)이 형성되고, 그 전면에는 평면으로 형성됨에 따라 내구성이 떨어지는 패널(13)의 방폭을 방지하기위한 안전유리(12)가 경화성 접착제(resin)에 의해 부착된다.

또, 상기 패널(13)의 형광면(11) 후방에 부착된 레일상에 새도우 마스크(18)가 용접·고정된다.

그리고, 진공 벌브인 펀넬(14)의 네크부에는 전자빔(16)을 주사하는 전자총(17)이 봉입되고, 상기 펀넬은 패널의 후방에 고정되고, 상기 네크부 외주면에는 전자빔(16)을 편향시키는 편향 요크(21)가 설치된다.

이 때, 종래 새도우 마스크(18)는 도 2에서 도시된 것과 같이, 다수개의 통공(19)이 일정한 간격으로 형성되는데, 새도우 마스크 제작시 전면의 통공폭이 내면의 통공폭보다 더 넓게 형성되고, 통공과 통공사이의 종방향 새도우 마스크 폭을 브리지폭(20a)이라고 칭한다.

그리고, 새도우 마스크(18)는 전자빔(16)의 투과율이 향상되도록 대략 25㎛인 아주 얇은 박막으로 제작되고, 에칭공정으로 상기 통공(19)이 형성된다.

이상과 같은 구성을 가진 칼라 음극선관의 화상재현 과정은 다음과 같다.

수신된 전기신호는 전자총(17)의 각 전극에 인가되는 전압에 의해, 제어, 가속, 집속된 다음 편향 요크(21)의 정자계에 의해 수평 및 수직 방향으로 궤도가 수정된다.

그 후, 도 3에서 도시된 것과 같이, 편향된 전자빔은 새도우 마스크(18)의 통공(19)을 통과하여 패널(13)의 후방에 도포된 형광면(11)의 형광체를 발광시켜 화상을 재현시킨다.

그러나, 종래 평면 음극선관에 사용되는 새도우 마스크는 25㎛정도의 얇은 박막이므로 일반적인 생산 두께가 아니기 때문에 제작이 용이하지 않고, 생산시 불량율이 높으며, 취급이 어렵고, 고가이다.

또한, 상기 새도우 마스크를 레일에 고정시킬 때, 전단응력으로 인한 찢어짐등이 발생될 수 있다.

그리고, 새도우 마스크의 열용량이 적기 때문에 전자빔의 충돌로 인하여 발생되는 도밍현상이 일어나 전자빔이 형광체에 정확하게 랜딩되지 못하므로 화질의 휘도와 색선도가 떨어진다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 새도우 마스크의 제작성과 취급성을 용이하게 하고, 음극선관의 최종 휘도를 향상시켜, 화질이 개선되도록 한 것이다.

도 1은 평면 음극선관을 나타내는 단면도

도 2는 도 1에 삽입되는 종래 새도우 마스크를 나타내는 개략도

도 3은 도 2에서 A-A선으로 나타난 새도우 마스크의 단면과 이를 통과하는 전자빔 및 패널을 도시하는 개략 단면도

도 4는 도 1에 삽입되는 본 발명 새도우 마스크를 나타내는 개략도

도 5는 본 발명과 종래 새도우 마스크에 형성된 통공의 형태에 따른 브리지 폭을 비교하여 나타낸 개략도와 도 4에서 A-A선으로 나타나는 본 발명에 따른 새도우 마스크의 단면과 이를 통과하는 전자빔 및 본 발명에 따른 패널을 도시하는 개략 단면도

<도면 주요 부분의 부호 설명>

1 : 평면 음극선관 11 : 형광면

12 : 안전유리 13 : 패널

16 : 전자빔 17 : 전자총

18 : 새도우 마스크 21 : 편향 요크

19 : 통공 20a, 20b : 브리지폭

14 : 펀넬 15 : 레일

22 : 이너 쉴드

본 발명은 이를 위해, 내면에 형광면이 형성되고, 그 전면에는 경화성 접착제(resin)로 안전유리가 부착되며, 프릿 글라스로 내면에 레일이 부착된 패널과, 상기 레일에 고정되는 새도우마스크가 포함되는 평면 음극선관에 있어서, 상기 패널의 투과율을 조절하여 소정 이상의 휘도로 형성됨을 특징으로 하는 평면 음극선관이 제공되도록 한 것이다.

본 발명의 평면 음극선관의 구성과 화상재현 과정 및 휘도 향상 방법을 첨부도면에 따라서 설명하면 다음과 같다.

도 4는 도 1에 삽입되는 본 발명 새도우 마스크를 나타내는 개략도이며, 도 5는 본 발명과 종래 새도우 마스크에 형성된 통공의 형태에 따른 브리지 폭을 비교하여 나타낸 개략도와 도 4에서 A-A선으로 나타나는 본 발명에 따른 새도우 마스크의 단면과 이를 통과하는 전자빔및 본 발명에 따른 패널을 도시하는 개략 단면도이다.

본 발명의 평면 음극선관은 도 1에서 도시된 종래 음극선관과 같이, 전자빔이 방해물에 의해 형광체에 랜딩되는 경로에서 이탈되지 않도록 진공상태를 만들어주는 진공 벌브인 펀넬(14)과, 상기 펀넬이 고정되고 화상이 재현되는 패널(13) 및 전기신호를 수신하여 전자빔(16)을 방출하는 전자총(17)으로 구성된다.

더욱 상세히 설명하면, 상기 패널(13)은 평면으로 형성되어, 그 내면에는 다수의 스트라이프 또는 도트 형상의 형광체가 도포된 형광면(11)이 포함된다.

그리고, 평면으로 성형됨에 따라 곡률에 반비례하여 강도가 낮아지는 패널(13)의 방폭을 방지하기위해 상기 패널의 전면에는 92% 정도의 투과율을 가지고 방진·방전등 2층 이상의 코팅층이 형성된 안전유리(12)가 경화성 접착제(resin)로 부착된다.

한편, 패널(13) 내면의 각변에는 ㄷ자형으로 절곡된 레일(15)이 패널의 내면에 프릿글라스에 의해 부착되고, 상기 레일(15)의 평면부에는 새도우 마스크의 끝단변이 용접·고정된다.

그래서, 상기 새도우 마스크(18)와 패널의 형광면(11)사이에 일정 간격이 형성된다.

한편, 전자총에서 주사되는 전자빔이 편향요크등의 지자계 영향으로 인하여 랜딩되어야하는 형광체를 벗어나 다른 형광체에 랜딩되지 않도록 상기 레일의 일측에 장방형 이너 쉴드(22)가 고정된다.

이와 같은 구성의 본 발명 평면 음극선관을 작동시키면 화상이 재현되는 과정은 다음과 같다.

상기 펀넬(14)의 넥크부에 봉입된 전자총(17)으로 영상신호가 입력되면, 상기 영상신호는 상기 전자총(17)의 각 전극에 인가되는 전압에 의해, 제어, 가속, 집속된 다음 일정 배열순서로 형광면의 형광체에 랜딩될 수 있도록 편향 요크(21)의 정자계에 의해 수평 및 수직 방향으로 편향된다.

그리고, 수직·수평으로 편향된 전자빔의 약 20%정도가 본 발명에 따른 새도우 마스크(18)의 통공(19)으로 통과되고, 적,녹,청의 전자빔(16)은 패널(13)의 후방에 도포된 형광면(11)의 형광체에 각각 랜딩되어 형광체를 발광시킨다.

이 때, 형광체에 전자빔이 정확하게 랜딩되면, 화질의 색순도가 향상되고, 음극선관의 밝기인 휘도가 향상된다.

그런데, 도 4에서 도시된 것과 같이, 본 발명의 새도우 마스크(18)는 50㎛이상의 두께로 형성되기 때문에, 에칭공정으로 통공(19)을 형성할 때 새도우 마스크 내면의 통공 길이폭은 종래 25㎛일때의 내면 통공 길이폭과 동일하게 형성될 수 있다.

그러나, 새도우 마스크 전면의 통공 길이폭은 제조 기술상의 문제로 인하여 종래 25㎛일 때의 통공 길이폭보다 약간 작게 형성될 수 밖에 없어, 통공의 내면과전면을 이루는 새도우 마스크의 테이퍼가 종래보다 완만하게 형성된다.

따라서, 새도우 마스크(18)의 두께가 두꺼워지면, 통공의 제작공정상의 난점으로 인하여 통공과 통공사이의 새도우 마스크 종축길이인 브리지 폭(20b)이 넓어져 통공의 길이폭이 좁아지기 때문에 전자빔의 투과율이 종래보다 감소된다.

이는 표 1에서 확인할 수 있다.

새도우 마스크의 두께	브리지 폭	음극선관의 휘도
25㎛	0.027㎜	약 31.5Fl
50㎛	0.035㎜	약 30.4Fl
80㎛	0.038~0.040㎜	약 29.9Fl

표 1에서 확인 할 수 있는 것과 같이, 50㎛이상으로 형성된 본 발명의 새도우 마스크에서는 브리지 폭의 증가로 인한 통공의 길이폭 감소로 전자빔의 투과율이 10%이상 감소된다.

따라서, 형광면(11)의 적, 녹, 청색의 형광체를 발광시킬 수 있는 전자빔(16)의 비율이 감소되어, 음극선관의 밝기인 휘도가 저하된다.

상기에서 설명된 바와 같이, 새도우 마스크의 제작성을 향상시키기 위해 두께를 증가시키면 음극선관의 휘도가 저하되기 때문에 휘도를 향상시킬 수 있도록 도식을 살펴보면 다음과 같다.

휘도(FL)=(Ts ×Tg ×Tm ×Tal ×Tscreen ×Tr ×Eb ×Ik ×C ×η×δ)/(A ×π)

단, Ts 은 안전유리(12)의 투과율이고, Tg는 패널(13)의 투과율이며, Tm은 새도우 마스크(18)의 투과율이고, Tal은 알루미늄(AL)막의 투과율이며, Tscreen은스크린의 투과율이고, Tr은 레진(resin)의 투과율이며, Eb는 모델별 정격 전압을 나타내고,Ik는 전자총(17)의 캐소드 전류를 도시하고, C는 FL 변환 상수이고, η은 형광체 효율이며, A는 스크린의 넓이이고, δ는 임시 상수이다.

즉, 상기 도식에 의하면 일정 투과율과 조도를 가진 패널(13)과, 98%의 투과율을 가진 레진, 일정 투과율을 가진 안전유리(12), 새도우 마스크(18)의 투과율등의 변수에 의해 브라운관의 최종 휘도가 결정되는 것을 알 수 있다.

그러나, 본 발명에서는 제작성을 용이하게 하고, 방폭을 방지할 수 있도록 새도우 마스크(18)를 50 ㎛이상의 두께로 한정시키고, 레진과 안전유리등의 변수들 또한 가격대비, 투과율, 제작성등이 고려되어 하기에서 설명되는 바와 같이 한정된다.

따라서, 새도우 마스크의 두께 증가로 인한 휘도의 저하는 패널을 재설계함으로써, 31.7Fl이상의 적정휘도로 향상시킬 수 있다.

이 때, 패널은 형광체가 도포되는 내면의 평균 거칠기 값인 Rz값을 기준으로 0.7㎛ ~2.5㎛의 조도(stipple)를 가지거나, 0.3㎛이하의 조도를 가진다.

즉, 본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 새도우 마스크(18)는 두께가 50㎛이고, 브리지 폭은 대략 0.035~0.037㎜이며, 19.1~19.5%의 투과 특성을 가지고, 안전유리(12)는 92%의 투과율을 가지는 방진·방전등의 2층이상의 코팅이 형성된다고 가정한다.

그리고, 상기 안전유리(12)를 상기 패널(13)에 부착시키는 경화성 접착제는 60~80CPS의 점도와, 1.44~1.48의 굴절율 및 1.0~1.1g/㎤의 비중의 물리적 특성을갖고, 98~100%의 투과 특성을 갖는 42%1BOA(1Sobonylacrylate), 28% FA_2D(Caprolactone)의 주요성분으로 구성된 아크릴 레이드로 형성된다.

따라서, 0.7 ~2.5㎛의 조도를 가지거나, 0.3㎛이하의 조도로 형성된 패널의 투과율(Tg)을 향상시켜 휘도를 향상시키되, 투과율의 증가에 따라 감소되는 패널의 두께는 패널의 재질과 초기 두께 및 내면 곡률등에 따라 동일하지 않다는 것은 당업자라면 이해가능하다.

우선, 상기 도식의 휘도(Fl)=(Ts ×Tg ×Tm ×Tal ×Tscreen ×Tr ×Eb ×Ik ×C ×η×δ)/(A ×π)에서 대략 31.7FL의 최종 휘도를 얻기 위한 패널의 투과율을 계산한다.

상기 도식에 Ts (안전유리의 투과율)= 92%, Tg(패널의 투과율)=47% , Tm(새도우 마스크의 투과율)=19.30%, Tal(AL막의 투과율)= 100%, Tscreen(스크린의투과율)=62.8%, Tr(레진(resin)의 투과율)=98%,Eb (모델별 정격 전압)= 26KV, Ik(캐소오드전류)=600㎂,δ(임시 상수) = 0.83, C(FL 변환 상수) = 0.2919, η(형광체 효율)= 38, A(스크린의 넓이) = 0.315 * 0.235㎡ 다음과 같은 조건을 적용하면, 본 발명 패널의 투과율은 47%이고, 이는 패널의 두께를 감소시켜 얻을 수 있고, 방폭이 방지될 만큼 충분한 내구성을 갖는다.

그러면, 본 발명의 제 1실시예의 결과에 입각하여 본 발명의 제 2실시예에서는 패널의 투과율을 48%로 적용하면, Ts (안전유리의 투과율)= 92%, Tg(패널의 투과율)=48% ,Tm(새도우 마스크의 투과율)=19.30%, Tal(AL막의 투과율)= 100%, Tscreen(스크린의 투과율)=62.8%, Tr(레진(resin)의 투과율)=98%,Eb (모델별 정격전압)= 26KV, Ik(캐소오드 전류)=600㎂,δ(임시 상수) = 0.83, C(FL 변환 상수) = 0.2919, η(형광체 효율)= 38, A(스크린의 넓이) = 0.315 * 0.235㎡ 이므로, 그 휘도는 약 32.4Fl이다.

그리고, 패널의 투과율이 49%로 설정된 본 발명 제 3실시예에서는 Ts (안전유리의 투과율)= 92%, Tg(패널의 투과율)=49% ,Tm(새도우 마스크의 투과율)=19.30%, Tal(AL막의 투과율)= 100%, Tscreen(스크린의 투과율)=62.8%, Tr(레진(resin)의 투과율)=98%,Eb (모델별 정격 전압)= 26KV, Ik(캐소오드 전류)=600㎂,δ(임시 상수) = 0.83, C(FL 변환 상수) = 0.2919, η(형광체 효율)= 38, A(스크린의 넓이) = 0.315 * 0.235㎡이므로, 대략 33.1의 최종휘도가 얻어진다.

또한, 본 발명의 제 4실시예에서는 패널의 투과율이 50%로 가정한다.

이에 따라, Ts (안전유리의 투과율)= 92%, Tg(패널(13)의 투과율)=50% ,Tm(새도우 마스크의 투과율)=19.30%, Tal(AL막의 투과율)= 100%, Tscreen(스크린의 투과율)=62.8%, Tr(레진(resin)의 투과율)=98%,Eb (모델별 정격 전압)= 26KV, Ik(캐소오드 전류)=600㎂,δ(임시 상수) = 0.83, C(FL 변환 상수) = 0.2919, η(형광체 효율)= 38, A(스크린의 넓이) = 0.315 * 0.235㎡를 도식에 대입하면, 대략 33.7Fl의 휘도가 얻어진다.

따라서, 패널의 투과율을 변경함으로써 음극선관에서 최종적으로 얻어지는 휘도는 증가되나, 패널의 투과율 증가에 따라 두께가 감소되므로 방폭이 방지될 수 있는 패널의 내구성이 유지되도록 투과율이 50%를 넘지 않도록 한다.

한편, 본 발명의 새도우 마스크의 두께가 증가되어 부피가 종래보다 증가되기 때문에 열용량이 증대되어 음극선관의 작동시 전자빔의 충돌에 의한 온도상승에 따른 부피증가가 줄어든다.

이에 따라, 상기와 같은 도밍에 의한 새도우 마스크의 위치가 크게 변경되지않으므로 전자빔의 변화량을 감소시킬 수 있어, 화질의 색선도 및 휘도가 향상된다.

따라서, 평면 음극선과 내에 50㎛ ~ 80㎛ 두께의 새도우 마스크과 투과율이 대략 47% ~50% 인 패널을 설치함으로써, 음극선관의 휘도 및 색선도를 향상시킬 수 있고, 새도우 마스크의 제작성 및 취급성등도 용이하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 새도우 마스크의 두께를 증가시켜 새도우 마스크의 제작성과 취급성을 향상시킨다.

또한, 새도우 마스크의 두께 증가로 인하여 열용량이 향상되므로, 전자빔의 랜딩변화인 도밍이 방지되어 휘도 및 색선도가 향상된다.

그리고, 패널의 투과율을 향상시킴으로써, 새도우 마스크의 두께 증가로 휘도 저하가 방지되고, 음극선관의 휘도가 향상된다.

Claims

내면에 형광면이 형성되고, 그 전면에는 경화성 접착제(resin)로 안전유리가 부착되며, 프릿 글라스로 내면에 레일이 부착된 패널과, 상기 레일에 고정되는 새도우마스크가 포함되는 평면 음극선관에 있어서,

상기 패널의 투과율을 조절하여 소정 이상의 휘도로 형성됨을 특징으로 하는 평면 음극선관.
제 1 항에 있어서,

상기 평면 음극선관은 31FL이상의 휘도로 형성됨을 특징으로 하는 평면 음극선관.
제 1 항에 있어서,

상기 패널은 47%~50%인 투과율로 형성되고, 형광체가 도포되는 내면의 평균거칠기인 Rz값을 기준으로 하여 내면의 조도가 0.3㎛이하이거나, 0.7㎛ ~2.5㎛의 범위내로 형성됨을 특징으로 하는 평면 음극선관.
제 1 항에 있어서,

상기 새도우 마스크는 50㎛~80㎛의 두께로 형성되고, 상기 두께로 형성된 새도우 마스크의 브리지 폭은 0.035~0.040㎜로 형성되는 것을 특징으로 하는 평면 음극선관.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

50㎛~80㎛의 두께로 형성된 상기 새도우 마스크는 그 투과율이 18.8%~19.6%인 것을 특징으로 하는 평면 음극선관.
제 1 항에 있어서,

상기 패널의 전방에 안전유리를 부착시키는 경화성 접착제인 레진은 60~80CPS의 점도와, 1.44~1.48의 굴절율 및 1.0~1.1g/㎤의 비중의 물리적 특성을 갖고, 98~100%의 투과 특성을 갖는 42% 1BOA(1Sobonylacrylate), 28% FA_2D(Caprolactone)을 주요성분으로 하는 평면 음극선관.
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 안전유리는 92%의 투과 특성을 갖는 평면 음극선관.
제 1 항에 있어서,

상기 새도우 마스크는 50㎛~80㎛의 두께로 형성되어 열용량이 증대되는 평면 음극선관선관.