KR100411694B1 - 칼라 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포커스 특성이 양호하고 전체 길이를 단축한 평면 패널형의 칼라 음극선관의 제공을 과제로 한다.

칼라 음극선관은 대각 유효 직경이 약 5 cm인 패널(1)과, 전자총(10)을 수용한 네크(3)와, 패널과 네크를 연속 접촉하는 펀넬(2)에 의해 구성된 진공 케이싱을 갖는다. 전자총(10)은 캐소드, 제1 전극, 제2 전극, 집속 전극, 양극 전극을 갖는다. 패널(1) 내면의 X 방향의 등가 곡률 반경을 Rix, Y 방향의 등가 곡률 반경을 Riy라 했을 때, 캐소드와 집속 전극의 스크린측 단부와의 사이의 거리(Lm)를 37 ㎜ ≤ Lm ≤ 45 ㎜로 했다.

Description

칼라 음극선관{COLOR CATH0DE RAY TUBE}

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로, 특히 패널 내면을 평탄화한 칼라 음극선관의 포커스 특성의 향상에 관한 것이다.

텔레비젼 수상기나 퍼스널 컴퓨터 등에 사용되고 있는 칼라 음극선관은 스크린을 형성하는 패널의 내외면이 모두 곡면으로 되어 있다.

도6은 종래의 칼라 음극선관의 개략적 구조의 단면도이다. 이 칼라 음극선관은 내면에 형광 스크린을 형성한 패널, 전자총을 수용한 네크(3) 및 패널과 네크를 연결 접속시키는 펀넬(2)로 진공 케이싱을 구성하고 있다.

상기 패널의 내외면은 모두 1.35 × 1O³㎜ 정도의 곡률 반경을 가지고 있다. 패널 내면에 형성된 스크린에 근접하여 색 선택 전극인 섀도우 마스크가 설치되어 있다(도시 생략). 도면 중 Rix는 패널 내면의 수평 방향의 등가 곡률 반경이며, Riy는 패널 내면의 수직 방향의 등가 곡률 반경이다.

3개의 전자 빔을 스크린 방향을 향해 출사하는 전자총(10)은 네크(3)의 내부에 수용되어 있다. 전자총으로부터 출사한 3개의 전자 빔을 스크린의 X 방향(수평 방향)과 Y 방향(수직 방향)으로 편향시키기 위한 편향 요크(11)는 진공 케이싱의 펀넬(2)과 네크(3)의 천이 영역에 장착되어 있다. 또, Z-Z는 음극선관의 관축이다.

패널(1)의 외형은 X 방향에 장축을 갖고, Y 방향에 단축을 가진 대략 직사각형 형상이다. 패널의 전방면에 표시 영역(AR)이 형성된다. 전자총(10)으로부터 출사한 전자 빔은 편향 요크에 의해 형성되는 편향 자계의 중심(편향 중심)(12)으로부터 유효 최대 편향각 θ로 편향된다.

스크린 상에 있어서의 전자 빔의 포커스 특성은 재생 화상의 품질을 좌우한다. 전자총(10)은 캐소드와 캐소드로부터 상기 스크린 측에 순서대로 배열한 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 전자 빔 발생부 및 전자 빔 발생부의 상기 스크린 측에 차례로 배열한 집속 전극 및 양극 전극을 갖는다.

상기의 포커스 특성을 결정하는 변수로서는 전자총의 전극 길이(Lm), 전자총과 스크린 사이의 거리(Lc), 편향 중심과 유효 표시 영역의 최외점과의 거리(Lw/cosθ), 집속 전극의 양극 측단부와 편향 중심(12) 사이의 거리(Ld)가 있다.

그리고, 상기 거리(Ld)는 전자총이 편향 자계의 영향을 받지 않는 정도까지소정 거리 이상 떨어질 필요가 있다. 또한 전자총의 전극 길이(Lm)가 길 수록, 포커스 특성은 양호하다.

최근, 칼라 음극선관에 있어서도 평면형, 혹은 평면 패널형이라 칭하는 패널 외면을 대략 평탄하게 한 칼라 음극선관이 널리 채용되게 되었다.

이러한 종류의 평평한 패널형(이하, 평면 패널형이라고도 함)의 칼라 음극선관에 관한 종래 기술을 개시한 것으로서, 예를 들어 일본 특허 공개 평10-64451호 공보를 들 수 있다.

패널 내외면을 평탄화한 칼라 음극선관은 포커스 특성의 향상이 한층 더 요구되고 있다. 패널 내면이 평탄화됨으로써, 화면 주변부에서는 전자 빔의 패널로의 입사각이 커지고, 포커스 특성이 열화한다.

또한, 텔레비젼 수상기, 혹은 퍼스널 컴퓨터 모니터 등의 정보 단말 등의 기기에서는 화면 크기(스크린의 크기)를 확대하는 요구에다가, 그 안길이 크기(奧行きサイズ)의 단축이 요구되고 있다. 특히 전자 빔의 최대 편향각이 90도인 음극선관은 펀넬부가 길다. 그로 인해, 음극선관의 안길이 크기(奧行きサイズ)의 단축이 어렵다. 또한, 패널 내면과 집속 전극의 스크린측 단부면과의 거리를 짧게 하는 것이 어렵다. 또한, 전자총의 전극 길이를 길게 하는 것도 어렵다.

전자총의 전극 길이를 크게 한 상태에서는 칼라 음극선관의 전체 길이도 커지며, 안길이 크(奧行きサイズ)기의 단축의 요구를 충족시킬 수 없다.

도1은 본 발명의 칼라 음극선관의 구조를 모식적으로 설명하는 단면도.

도2는 패널 내면의 등가 곡률 반경의 정의를 설명하기 위한 부분 단면도.

도3은 본 발명의 칼라 음극선관의 네크에 수용되는 전자총의 부분적으로 단면도를 포함하는 측면도.

도4는 전자총의 일부 단면도이며, 본 발명의 제2 실시예의 칼라 음극선관의 네크에 수용되는 전자총을 도시한 도면.

도5는 본 발명에 의한 칼라 음극선관의 전체 구성을 설명하는 단면도.

도6은 종래의 칼라 음극선관의 개략 구조를 모식적으로 설명하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 패널

2 : 펀넬

3 : 네크

4 : 스크린(화면, 형광면)

5 : 섀도우 마스크

6 : 마스크 프레임

7 : 현가 기구

8 : 스터드 핀

9 : 자기 실드

10 : 전자총

11 : 편향 요크

12 : 편향 중심

Lc : 전자총과 스크린의 거리

Lm : 전자총의 전극 길이

전자총과 스크린 사이의 거리(Lc)는 패널 내면의 X 방향, Y 방향의 등가 곡률 반경을 Rix, Riy라 했을 때, 다음식에 의해 표현된다.

본 발명은 패널 내면의 X 방향, Y 방향의 등가 곡률 반경을 Rix, Riy를 크게함으로써 전자총과 스크린의 거리(Lc)를 작게 하고, 또한 전자총의 전극 길이(Lm)를 연장했다.

본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 해결하여 포커스 특성이 양호하고 전체 길이를 단축한 평면 패널형의 칼라 음극선관을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 실시예의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

포커스는 전극 길이(Lm)를 길게 하는 것, 전자총과 스크린의 거리(Lc)를 작게 하는 것, 편향 중심과 유효 표시 영역의 최대 외형점과의 거리(Lw/cosθ)를 작게 함으로써 개선할 수 있다.

유효 스크린 크기가 종래의 음극선관과 동일하고, 또한 종래의 음극선관과 동일한 편향각 θ이면, Lw/cosθ는 종래의 음극선관과 동일하다.

도1은 본 발명에 의한 평면 패널형 칼라 음극선관의 모식 단면도이다. 이 칼라 음극선관은 내면에 형광체층을 형성한 패널(1)과, 전자총을 수용한 네크(3)와, 패널과 네크를 연결 접속시키는 펀넬(2)로 진공 케이싱을 구성하고 있다.

그리고, 스크린을 형성하는 패널(1)의 수평 방향은 X 방향, 수직 방향은 Y방향이며, X-Y면에 직교하는 축은 관축 Z이다.

칼라 음극선관은 X 방향에 장축을 갖고, Y 방향에 단축을 갖는 대략 직사각형 형상의 패널(1)을 구비하고 있다. 네크(3)의 내부는 스크린 방향을 향해 3개의 전자 빔을 발사하는 전자총을 수용하고 있다.

이 칼라 음극선관은 관찰측으로부터 본 패널(1)의 화면 대각 유효 직경이 약 51 ㎝, 외면이 대략 평탄한 공칭 21인치형의 칼라 음극선관이다.

네크(3)에 수용된 전자총은 캐소드와 캐소드로부터 상기 스크린 측에 차례로 배열된 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 전자 빔 발생부와, 전자 빔 발생부의 스크린 측에 차례로 배열된 집속 전극 및 양극 전극을 구비하고 있다.

도1 중, 부호 Lm은 캐소드와 집속 전극의 스크린측 단부면 사이의 거리(여기에서는 전자총의 전극 길이라 칭함), 부호 12는 편향 중심이다. 부호 Lw는 스크린의 유효 영역(AR)의 외부 모서리로부터 관축으로 내린 수직선과 편향 중심(12) 사이의 거리, 부호 Ld는 편향 중심(12)으로부터 집속 전극의 스크린측 단부면 사이의 거리, 부호 Lc는 관축 Z-Z 상의 패널 내면과 집속 전극의 스크린측 단부면 사이의 거리를 도시한다. 그리고, 부호 Lt는 이 칼라 음극선관의 Z-Z선에 따른 전체 길이이다.

또한, Rix는 패널(1) 내면의 X 방향의 등가 곡률 반경, 또한 Riy는 내면의 Y 방향의 등가 곡률 반경을 나타낸다. 여기에서, 등가 곡률 반경의 정의에 대해 도2를 참조하여 설명한다.

도2는 패널 내면의 등가 곡률 반경의 정의를 설명하기 위한 부분 단면도이다. 만곡하고 있는 패널의 내면이 비구면 형상인 경우, 패널 내면의 임의의 위치에 의해 그 곡률 반경이 다르다. 그래서, 이 패널 내면의 X 방향의 곡률을 등가 곡률 반경 Rix(㎜)으로서 다음과 같이 정의할 수 있다.

Rix = (Zd²＋ Dd²)/2Zd

단, Dd는 패널 내면의 관축 Z-Z로부터 스크린의 유효 영역 단부까지의 거리(㎜), Zd는 상기 스크린의 유효 영역 단부에 있어서의 패널 내면의 중앙(관축 Z-Z와의 교점)으로부터 관축 Z-Z 방향의 함몰량(㎜)이다.

또, 상기 X 방향을, Y 방향 또는 대각 방향으로 치환하더라도 마찬가지이고, 상기 패널 내면을 패널 외면으로 치환해도 마찬가지이다. 또는, 패널 내면에 곡면에 맞춰 만곡한 섀도우 마스크(프레스 마스크)로 치환하더라도 마찬가지로 정의할 수 있다.

음극선관의 화면 크기에 따라서는 패널 외면의 곡률 반경이 동일해도 평면감이 다르다. 그래서, 이 평면감의 평가로서 화면 크기에 관계 없이 표준화한 패널의 외면 곡률 반경 Ro(㎜) 및 내면 곡률 반경 Ri(㎜)를 각각 다음과 같이 정의한다.

Ro = 42.5V ＋ 45.0

Ri = 40.0V ＋ 40.0

단, V는 화면의 대각 방향의 유효 직경(인치)이다. 그리고, 상기 표준화한 패널의 외면 곡률 반경 Ro 또는 내면 곡률 반경 Ri의 배수로 패널의 평평함의 정도를 표현할 수 있다. 또, 여기에서 말하는 상기의 유효 직경을 나타내는 "인치"는 음극선관의 화면 크기를 표현하기 위해 관용적으로 사용되고 있는 용어이다.

도3은 본 발명의 칼라 음극선관의 전자총을 부분적으로 단면으로 도시한 측면도이다. 도면 중, 부호 K는 캐소드, 부호 20은 제1 전극, 부호 21은 제2 전극이며, 이들 캐소드(K)와 제1 전극(20) 및 제2 전극(21)으로, 소위 전자 빔 발생부를 구성한다.

이 전자 빔 발생부의 스크린 측에 집속 렌즈 및 주 렌즈를 형성하기 위한 각종 전극[제3 전극(22), 제4 전극(23), 제5 전극(24) 및 제6 전극(25)]이 차례로 배치되어 있다. 또, 제6 전극(25)은 양극 전극라고도 불리운다. 또한, 부호 26은 실드 컵, 부호 27은 각 전극을 소정의 순서와 소정의 간격으로 고정 보유 지지하기 위한 비딩 글래스이다.

본 실시예의 전자총은 제3 전극(22)과, 제4 전극(23)과, 2 분할된 제5-1 전극(24-1)과 제5-2 전극(24-2)으로 이루어지는 제5 전극(24)으로 집속 렌즈를 구성한다. 그리고, 상기 제5-2 전극(24-2)과 제6 전극(25)의 대향부에 주 렌즈가 형성된다.

본 실시예에 있어서의 전자총의 전극 길이(Lm)는 캐소드(20)와 제5-2 전극(24-2)의 제6 전극(25)측 단부면과의 사이의 거리이다.

본 실시예에 있어서, 패널(1) 내면의 X 방향의 등가 곡률 반경을 Rix, Y 방향의 등가 곡률 반경을 Riy라 했을 때, 캐소드(K)와 제5-2 전극(24-2)의 제6전극(25)측 단부면과의 사이의 거리(전극 길이)(Lm)는

이다. 또, 종래의 패널 내면의 함몰량(= Lc - Lw - Ld)이 23.4 ㎜이다.

구체적으로는, 패널(1) 내면의 X 방향의 등가 곡률 반경(Rix)은 1990 ㎜, Y 방향의 등가 곡률 반경 Riy는 1870 ㎜로 했다. 그 결과, 전극 길이(Lm)는 37 ≤ Lm ≤ 44.3의 범위로 설정할 수 있다.

본 실시예에서는 패널 내면의 등가 곡률 반경이 Rix ≥ Riy의 관계에 있다. 그로 인해, 돔형상의 섀도우 마스크는 형상의 변형을 억제한 곡률로 설정할 수 있다. 또한, 패널 내면의 등가 곡률 반경이 Rix ≥ Riy의 관계가 됨으로써, X 방향 주변부와 Y축 방향 주변부의 패널판 두께차를 작게 할 수 있다. 그 결과, 왜곡이 적은 화상을 표시할 수 있다. 이 패널은 편향각이 큰 X 방향의 내면 곡률 반경이 크기 때문에, 본 발명을 실시함으로써 패널 주변부에서 포커스 특성의 큰 개선 효과를 얻을 수 있다.

평면 패널형의 칼라 음극선관은 종래의 만곡 패널형의 칼라 음극선관에 비해 X 방향의 등가 곡률 반경 Rix와 Y 방향의 등가 곡률 반경 Riy는 모두 크다. 그로 인해, 평면 패널형의 칼라 음극선관은 관축 Z-Z 상의 패널 내면과 주 렌즈 전극을 구성하는 집속 전극 측의 스크린측 단부면과의 사이의 거리(Lc)를 작게 할 수 있다.

이 거리(Lc)가 작아진 만큼의 범위에서, 관축 방향 길이(Lt)를 크게 하는 일없이, 전자총의 전극 길이(Lm)를 길게 할 수 있다.

섀도우 마스크를 구비한 패널(1)의 대각 크기가 51 ㎝인 모니터용 칼라 음극선관의 경우, 그 전자총의 전극 길이(Lm)는 소요의 포커스 특성을 얻기 위해, Lm > 35 ㎜가 필요 불가결하다.

현 상황에서는 모니터 셋트의 제약에 의해 Lm < 37 ㎜로 해야만 했다. 이에 대해, 본 실시예에 따르면 전자총 전극 길이를 Lm < 44.3 ㎜까지 연장할 수 있다.

본 발명은 전자 빔의 최대 편향각이 90도인 51 ㎝형 음극선관에 있어서, 포커스 특성을 향상시켜 관축 방향 전체 길이를 447 ㎜로 억제하는 것이 가능해진다.

그 결과, 포커스 특성이 양호해 전체 길이를 단축한 평면 패널형의 칼라 음극선관을 제공할 수 있다.

또, 이 실시예의 음극선관은 전자 빔의 최대 편향각이 90도이므로, 편향 요크의 소비 전력은 최대 편향각이 100도인 음극선관에 비해 적다. 또한, 유효 스크린 크기가 종래의 음극선관과 동일해, 종래의 음극선관과 동일한 편향각 θ이며, 또한 전자총의 전극 길이가 종래의 전자총보다 길어졌으므로, 포커스 특성이 향상되었다.

도4는 본 발명의 제2 실시예의 전자총의 일부 단면이다. 도면 중, 도3과 동일 부호는 동일 기능 부분에 대응하여, 부호 28은 중간 전극, 부호 29는 내장 저항 소자를 도시한다.

본 실시예의 전자총은 캐소드(K)와 제1 전극(20)과 제2 전극(21)에 의해, 소위 전자 빔 발생부를 구성한다. 그리고, 이 전자 빔 발생부의 스크린 방향으로 집속 렌즈 및 주 렌즈를 형성하기 위한 각종 전극[제3 전극(22), 제4 전극(23), 양극 전극인 제5 전극(24)]이 차례로 배치된다. 또한, 제6 전극(25)의 전방단[제5 전극(24)과 제6 전극(25) 사이]에 중간 전극(28)을 배치하고 있다.

또한, 각 전극을 소정의 순서와 소정의 간격으로 고정 보유 지지하기 위한 비딩 글래스(27)에는 내장 저항 소자(29)를 탑재하고, 제6 전극보다 약간 낮은 전위의 전원을 작성하여 중간 전극(28)으로의 전기 공급을 행하고 있다.

본 실시예에 있어서의 전자총의 전극 길이(Lm)는 캐소드(20)로부터 제5 전극(24)의 중간 전극(28)측 단부면과의 사이의 거리이다.

본 실시예에 의해서도, 상기 도3의 실시예와 마찬가지로, 전자총 전극 길이(Lm)를 Lm < 44.3 ㎜까지 연장하는 것이 가능해진다. 패널(1)의 대각 크기가 51 ㎝인 모니터용 칼라 음극선관을 평면 패널화한 경우, 그 전자총 포커스 특성을 향상시켜 관축 방향 전체 길이를 447 ㎜로 억제하는 것이 가능해진다. 그 결과, 포커스 특성이 양호하고 전체 길이를 단축한 평면 패널형의 칼라 음극선관을 제공할 수 있다.

도5는 본 발명에 의한 칼라 음극선관의 전체 구성을 설명하는 모식 단면도이다. 이 칼라 음극선관은 패널(1) 외면(1a)의 등가 곡률 반경이 내면(1b)의 등가 곡률 반경보다 큰 평면 패널형 칼라 음극선관이다.

패널(1)의 내면(10)에는 3색의 형광체(4)가 도포되어 스크린(화면)을 형성하고 있다. 이 스크린(4)에 근접하여 섀도우 마스크 구조체(50)가 설치되어 있다. 섀도우 마스크 구조체(50)는 예를 들어 1.1 ㎜ 두께의 철계 금속제의 마스크 프레임(6)에 0.13 ㎜ 두께의 인바재를 압축 성형하여 이루어지는 섀도우 마스크(5)를 용접하여 이루어지며, 마스크 프레임(6)의 측면에 스프링재를 가진 현가 기구(7)가 부착되고, 이것을 마스크(1)의 내측벽에 매설한 스터드 핀(8)에 결합시켜 소정의 위치에 장착되어 있다.

패널(1)은 펀넬(2)의 대경 개구에 접착되고, 펀넬(2)의 소경측은 네크(3)에 연결 접속되어 있다. 네크(3)의 내부에는 3개의 전자 빔(B)을 출사하는 전자총(10)이 수납되어 있다. 이 전자총(10)은 상기한 도3 또는 도4에서 설명한 것 중 어느 하나이다.

네크(3)의 주위에는 색순도 보정 등의 외부 자기 장치(12)가 설치되어 있다. 그리고, 펀넬(2)과 네크(3)의 천이 영역에는 편향 요크(11)가 외부 장착되고, 전자 빔(B)을 X 방향과 Y 방향으로 편향하여, 스크린(4) 상에 2차원의 화상을 재생한다. 또, 마스크 프레임(6)의 네크 측에는 지자기 등의 외부 자기로부터 전자 빔(B)을 차폐하기 위한 자기 실드(9)가 고정되어 있다.

상기 본 발명의 실시예에 따르면, 평면감이 양호하고, 포커스 특성을 향상시킨 평면 패널형 칼라 음극선관을 실현할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 패널 외면의 등가 곡률 반경이 내면의 등가 곡률 반경보다도 큰 패널을 갖고, 전체 길이를 연장하는 일 없이 전자총의 전극 길이를 연장하여 포커스 특성을 향상시킨 칼라 음극선관을 제공할 수 있다.

본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하는 일 없이 여러가지의 변형이 가능한 것은 물론이다.

Claims (3)

1. 내면에 형광체 스크린을 형성한 패널과, 전자총을 수용한 네크와, 패널과 네크를 연결 접속시키는 펀넬에 의해 진공 케이싱을 구성한 칼라 음극선관이며,

   상기 패널은 X 방향으로 장축, Y 방향으로 단축을 갖는 대략 직사각형 형상의 스크린을 갖고, 이 스크린의 대각 유효 직경은 약 51 ㎝이며,

   상기 네크에 수용된 전자총은 캐소드와 캐소드로부터 상기 스크린 측으로 차례로 배열된 제1 전극과 제2 전극으로 이루어지는 전자 빔 발생부와, 전자 빔 발생부의 스크린 측에 차례로 배열된 집속 전극과 양극 전극을 갖고,

   상기 패널 내면의 X 방향의 등가 곡률 반경을 Rix, Y 방향의 등가 곡률 반경을 Riy라 했을 때,

   상기 캐소드와 상기 주 렌즈를 구성하는 상기 집속 렌즈 형성 전극측의 전극의 스크린측 단부와의 사이의 거리(Lm, 단위는 ㎜)가,

   인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
2. 제1항에 있어서, 상기 패널 외면의 X 방향 및 Y 방향의 등가 곡률 반경이 모두 1 × 10⁴㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
3. 제1항에 있어서, 상기 패널 외면의 X 방향 및 Y 방향의 등가 곡률 반경이 모두 1 × 10⁴㎜ 이상으로, 상기 패널 내면의 X 방향 및 Y 방향의 등가 곡률 반경 Rix, Riy가 Rix ≥ Riy인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.