KR100418169B1 - 칼라 음극선 관 - Google Patents

Abstract

진공 외부 기기(10)의 패널 유효부(20)의 외면은 대략 평탄하게 형성되어 있다. 이 유효부의 내면에는 줄무늬형의 형광체층과 줄무늬형의 광 흡수층을 병렬로 나란히 배치하여 구성되는 형광체 스크린(24)이 형성되어 있다. 패널의 유효부는 중앙부에 대하여 대각축 단부가 8 내지 15 ㎜ 두껍게 형성되고, 또한 중앙부의 광 투과율이 40 내지 60 %로 설정되어 있다. 형광체 스크린은 형광체층의 피치에 대한 광 흡수층의 폭의 비율이 패널 유효부의 주변부보다도 중앙부에서 동등 이상이 되도록 형성되어 있다. 형광체 스크린에 대향 배치된 섀도우 마스크(27)의 마스크 본체(25)에는 다수의 전자 비임 통과 개구 구멍이 형성되고, 마스크 본체의 중앙부에 있어서의 개구 구멍의 피치에 대하여 마스크 본체의 주변부에 있어서의 개구 구멍의 피치는 1.3 내지 1.4배로 설정되어 있다.

Description

칼라 음극선 관{Color Cathode Ray Tube}

본 발명은 패널의 유효부가 평탄화된 칼라 음극선 관에 관한 것이다.

일반적으로, 칼라 음극선 관은 유효부가 곡면으로 구성되는 실질적으로 직사각형 형상의 패널과 깔때기를 갖는 진공 외부 기기를 구비하고, 그 패널의 유효부 내면에는 형광체 스크린이 형성되어 있다. 형광체 스크린에 대향하여 실질적으로 직사각형 형상의 섀도우 마스크가 배치되어 있다. 이 섀도우 마스크는 다수의 전자 비임 통과 개구 구멍이 형성된 마스크 본체와, 이 마스크 본체의 주변부에 부착된 마스크 프레임을 갖고, 마스크 프레임에 부착된 탄성 지지 부재를 패널에 배치된 스터드 핀에 걸어 고정함으로써 패널의 내측에 지지되어 있다.

한편, 깔때기의 네크 내에는 전자 비임을 방출하는 전자총이 배치되어 있다. 그리고, 칼라 음극선 관은 전자총으로부터 방출되는 3개의 전자 비임을 깔때기의 외측에 장착된 편향 요오크에 의해 편향하고, 섀도우 마스크의 전자 비임 통과 개구 구멍을 거쳐서 형광체 스크린을 수평, 수직 주사함으로써 칼라 화상을 표시한다.

형광체 스크린으로서는, 패널의 짧은 축 방향으로 긴 줄무늬형의 흑색 광 흡수층을 긴 축 방향으로 복수열 병렬로 형성하고, 이들 광 흡수층의 간극에 짧은 축 방향으로 긴 줄무늬형의 3색 형광체층을 형성한 흑색 줄무늬 형태가 공지되어 있다. 또한, 형광체 스크린에 대응하여 섀도우 마스크에서는 브리지를 거쳐서 복수개의 전자 비임 통과 개구 구멍이 짧은 축 방향으로 일렬 형태로 배치되고, 이 복수개의 전자 비임 통과 개구 구멍으로 이루어진 개구 구멍열이 긴 축 방향으로 복수열 병렬로 형성되어 있다.

일반적으로 칼라 음극선 관에 있어서, 형광체 스크린 상에 색차가 없는 화상을 표시하기 위해서는 섀도우 마스크의 관통 구멍을 통과한 3개의 전자 비임이 형광체 스크린이 대응하는 3색 형광체층에 각각 정확하게 랜딩할 필요가 있다. 이를 위해서는 섀도우 마스크를 패널에 대하여 소정 위치에 정확하게 유지시키는 것이 필요하다.

최근, 칼라 음극선 관으로서 패널의 유효부 외면을 평면에 가까울 정도로까지 곡률을 작게 하여, 시인성(視認性)을 양호하게 한 것이 실용화되어 있다. 이와 같은 칼라 음극선 관에서는 패널의 성형성과 시인성 면에서 유효부 내면의 곡률도 작게 할 필요가 있고, 또한 이 유효부 내면의 곡률에 대응하여 섀도우 마스크의 형광체 스크린과의 대향면의 곡률도 작게 할 필요가 있다.

그러나, 패널의 유효부 내면의 곡률을 작게 하면 진공 외부 기기의 대기압 강도의 열화가 문제로 된다. 이 대기압 강도의 열화를 회피하기 위해서 유효부의 두께를 전체적으로 두껍게 하면 패널의 광 투과율이 낮아지고, 그 결과 유효부를 거쳐서 표시되는 화상의 휘도가 저하된다.

또한, 대기압 강도를 확보하기 위해서 유효부의 중앙부에 대하여 주변부의 두께를 두껍게 하면, 그 두께의 증가에 따라서 중앙부와 주변부에서 광 투과율의 차가 커진다. 이 광 투과율의 차는 화상을 표시했을 때 패널의 중앙부와 주변부에서 큰 휘도차를 발생시켜 시인성이 크게 열화한다. 이를 회피하기 위해, 패널의광 투과율을 높이면 화상의 대비가 열화한다. 그리고, 이 대비의 열화를 회피하는 대책으로서, 유효부 외면에 투과율이 낮은 필름을 부착하는 방법을 고려할 수 있지만, 이와 같은 방법은 제조 공정이 증가하여 비용의 상승을 초래한다.

한편, 섀도우 마스크는 패널 유효부의 내면에 대응하여 곡률이 작아지면 기계적 강도가 저하하여 칼라 음극선 관의 제조 공정에서 변형되기 쉬워진다. 그리고, 섀도우 마스크의 변형은 색 순도의 열화를 초래한다.

또한, 섀도우 마스크의 도밍(doming)에 의한 색 순도의 열화가 발생한다. 즉, 칼라 음극선 관에서는 동작 원리상 전자총으로부터 방출된 전자 비임 중 섀도우 마스크의 개구 구멍을 통해서 형광체 스크린에 도달하는 전자 비임은 전자총으로부터 방출되는 전체 전자 비임의 1/3 이하이고, 다른 전자 비임은 섀도우 마스크의 개구 구멍 이외의 부분에 충돌하여 섀도우 마스크를 가열한다. 이 가열에 의해서 섀도우 마스크는 열팽창하여, 형광체 스크린 방향으로 팽창 돌출하는 도밍을 일으킨다.

이 도밍에 의해서 형광체 스크린과 섀도우 마스크의 간극(q값)이 변동하고, 그 변동량이 허용 범위를 초과하면 3색 형광체층에 대한 전자 비임의 랜딩이 어긋나 색 순도의 열화가 발생한다. 이 도밍에 기초한 비임 랜딩의 어긋남의 크기는 표시하는 화상 패턴의 휘도나 그 계속 시간 등에 따라 다르다. 또한, 국부적으로 고휘도의 화상 패턴을 표시한 경우에 발생하는 국부적인 도밍은 단시간 내에 비임 랜딩을 국부적으로 크게 어긋나게 한다. 이와 같은 도밍의 발생은 섀도우 마스크의 곡률을 작게 한 경우에 현저해지며, 패널의 유효부를 평탄화시켜 가는 과정에서회피할 수 없는 문제가 되고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 패널의 유효부의 외면을 평탄화한 경우라도 패널의 대기압 강도와 섀도우 마스크의 기계적 강도를 열화시키지 않고, 또한 색 순도의 열화 및 휘도차를 저감하여 화상 품위가 향상된 칼라 음극선 관을 제공하는 데에 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 관한 칼라 음극선 관을 도시한 단면도.

도2a 및 도2b는 상기 칼라 음극선 관의 형광체 스크린의 일부를 확대하여 도시한 평면도, 및 도2a의 선 ⅡB-ⅡB를 따른 단면도.

도3은 상기 칼라 음극선 관에 있어서의 섀도우 마스크를 도시한 평면도.

도4a 및 도4b는 상기 형광체 스크린의 형광체층의 폭과 패널 유효부의 긴 축 상의 위치의 관계를 도시한 그래프, 및 상기 형광체 스크린의 형광체층의 폭과 패널 유효부의 긴 변 상의 위치의 관계를 도시한 그래프.

도5a 및 도5b는 상기 형광체층의 피치와 패널 유효부의 긴 축 상의 위치의 관계를 도시한 그래프, 및 상기 형광체층의 피치와 패널 유효부의 긴 변 상의 위치의 관계를 도시한 그래프.

도6a 및 도6b는 상기 형광체층의 폭과 피치와의 비(D/P)와, 패널 유효부의 긴 축 상의 위치와의 관계를 도시한 그래프, 및 상기 형광체층의 폭과 피치와의 비(D/P)와, 패널 유효부의 긴 변 상의 위치와의 관계를 도시한 그래프.

도7a 및 도7b는 상기 섀도우 마스크에 형성된 개구 구멍의 피치와 마스크 본체의 긴 축 상의 위치의 관계를 도시한 그래프, 및 상기 섀도우 마스크에 형성된 개구 구멍의 피치와 마스크 본체의 긴 변 상의 위치의 관계를 도시한 그래프.

도8a 및 도8b는 상기 섀도우 마스크에 형성된 개구 구멍의 폭과 마스크 본체의 긴 축 상의 위치의 관계를 도시한 그래프, 및 상기 섀도우 마스크에 형성된 개구 구멍의 폭과 마스크 본체의 긴 변 상의 위치의 관계를 도시한 그래프.

도9a 및 도9b는 제3 실시예에 있어서의 형광체층의 폭과 피치와의 비(D/P)와, 패널 유효부의 긴 축 상의 위치와의 관계를 도시한 그래프, 및 제3 실시예에 있어서의 형광체층의 폭과 피치와의 비(D/P)와, 패널 유효부의 긴 변 상의 위치와의 관계를 도시한 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 진공 외부 기기

20 : 유효부(패널)

21 : 스커트부(패널)

22 : 패널

23 : 깔때기

24 : 형광체 스크린

25 : 마스크 본체

26 : 마스크 프레임

27 : 섀도우 마스크

28 : 탄성 지지 부재

29 : 스터드 핀

31 : 네크

32B, 32G, 32R : 3개의 전자 비임

33 : 전자총

35 : 편향 요오크

38B, 38G, 38R : 3색 형광체층

40 : 브리지

41 : 전자 비임 투과 개구 구멍

43a : 곡선(도8a)

43b : 곡선(도8b)

44a : 곡선(도7a)

44b : 곡선(도7b)

Z : 관축

X : 긴 축(수평축)

Y : 짧은 축(수직축)

P : 긴 축 방향을 따른 형광체층의 피치

B : 긴 축 방향을 따른 광 흡수층의 폭

D : 긴 축 방향을 따른 형광체층의 폭

A : 마스크의 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 폭

W : 마스크의 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 피치

M : 형광체층의 피치에 대한 광 흡수층이 점유하는 비율

Ac : 마스크 본체의 중앙부에 있어서의 개구 구멍의 긴 축 방향을 따른 폭

Av : 마스크 본체의 짧은 축 단부에 있어서의 개구 구멍의 긴 축 방향을 따른 폭

Ah : 마스크 본체의 긴 축 단부에 있어서의 개구 구멍의 긴 축 방향을 따른 폭

Ad : 마스크 본체의 대각축 단부에 있어서의 개구 구멍의 긴 축 방향을 따른 폭

Wc : 마스크 본체의 중앙부에 있어서의 개구 구멍의 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 피치

Wv : 마스크 본체의 짧은 축 단부에 있어서의 개구 구멍의 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 피치

Wh : 마스크 본체의 긴 축 단부에 있어서의 개구 구멍의 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 피치

Wd : 마스크 본체의 대각축 단부에 있어서의 개구 구멍의 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 피치

tc : 패널 유효부의 중앙부의 두께

tv : 패널 유효부의 짧은 축 단부의 두께

th : 패널 유효부의 긴 축 단부의 두께

td : 패널 유효부의 대각축 단부의 두께

Tc : 패널 유효부의 중앙부에 있어서의 광 투과율

Td : 패널 유효부의 주변부에 있어서의 광 투과율

Tr : 패널 유효부의 광 투과율비

CB : 패널 유효부의 중앙부와 대각축 단부의 휘도의 비(코너 휘도)

rf : 패널 유효부의 중앙부로부터 긴 축(X) 방향의 거리

Dc : 패널 유효부의 중앙부의 형광체층의 폭

Dv : 패널 유효부의 짧은 축 단부의 형광체층의 폭

Dh : 패널 유효부의 긴 축 단부의 형광체층의 폭

Dd : 패널 유효부의 대각축 단부의 형광체층의 폭

pc : 패널 유효부의 중앙부의 형광체층의 피치

pv : 패널 유효부의 짧은 축 단부의 형광체층의 피치

ph : 패널 유효부의 긴 축 단부의 형광체층의 피치

pd : 패널 유효부의 대각축 단부의 형광체층의 피치

Mc : 패널 중앙부에 있어서의 형광체층의 피치에 대한 광 흡수층이 점유하는 비율

Mv : 패널 짧은 축 단부에 있어서의 형광체층의 피치에 대한 광 흡수층이 점유하는 비율

Mh : 패널 긴 축 단부에 있어서의 형광체층의 피치에 대한 광 흡수층이 점유하는 비율

Md : 패널 대각축 단부에 있어서의 형광체층의 피치에 대한 광 흡수층이 점유하는 비율

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 칼라 음극선 관은, 대략 평탄한 외면을 지닌 대략 직사각형 형상의 유효부를 갖춘 패널과 상기 패널에 접합된 깔때기를 구비한 외부 기기와, 상기 패널의 내면에 형성되며, 상기 유효부의 내면에 병렬로 형성된 복수의 줄무늬형의 광 흡수층과, 이들 광 흡수층 사이의 간극에 각각 병렬로 형성된 복수의 줄무늬형의 형광체층을 구비하고 있는 형광체 스크린과,상기 깔때기의 네크 내에 배치되어 상기 형광체 스크린을 향해서 전자 비임을 방출하는 전자총과, 상기 형광체 스크린에 대향하여 배치되고 병렬로 배치된 복수의 개구 구멍열을 갖고, 각 개구 구멍열은 각각 브리지를 사이에 두고 일렬로 배치된 복수개의 개구 구멍을 구비한 섀도우 마스크를 포함하고 있다.

상기 외부 기기는 상기 유효부의 중심 및 전자총을 거쳐서 연장되는 관축과, 이 관축과 직교하여 연장되는 수평축과, 상기 관축 및 수평축과 직교하여 연장되는 수직축을 갖고,

상기 패널의 유효부는 중앙부에 대하여 대각축 단부가 8 내지 15 ㎜ 두껍게 형성되며 또한 중앙부의 광 투과율이 40 내지 60 %로 설정되고,

상기 형광체 스크린은 형광체층의 폭에 대한 광 흡수층의 폭의 비율이 상기 패널 유효부의 주변부보다도 중앙부에서 커지도록 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 칼라 음극선 관에 따르면, 패널의 유효부의 외면 형상을 대략 평탄하게 해도 진공 외부 기기의 충분한 대기압 강도를 유지할 수 있는 동시에, 패널 주변부의 휘도 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 칼라 음극선 관에 따르면, 상기 형광체 스크린의 형광체층 및 광 흡수층, 그리고 상기 마스크 본체의 각 개구 구멍열은 상기 짧은 축과 대략 평행한 방향으로 연장되고, 상기 마스크 본체의 중앙부에 있어서의 개구 구멍의 상기 긴 축 방향을 따른 폭(Ac), 마스크 본체의 짧은 축 단부에 있어서의 개구 구멍의 같은 방향을 따른 폭(Av), 마스크 본체의 긴 축 단부에 있어서의 개구 구멍의 같은 방향을 따른 폭(Dh), 마스크 본체의 대각축 단부에 있어서의 개구 구멍의 같은 방향을 따른 폭(Ad)은 이하의 관계로 설정되어 있다.

Ac≤Av＜Ad

Ac＜Ah≤Ad

그리고, 본 발명에 따르면, 상기 마스크 본체의 각 개구 구멍열은 상기 짧은 축과 대략 평행한 방향으로 연장되고, 마스크 본체의 중앙부에 있어서의 상기 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 피치(Wc), 마스크 본체의 짧은 축 단부에 있어서의 같은 방향을 따른 개구 구멍 피치(Wv), 마스크 본체의 긴 축 단부에 있어서의 같은 방향을 따른 개구 구멍 피치(Wh), 마스크 본체의 대각축 단부에 있어서의 같은 방향을 따른 개구 구멍 피치(Wd)는 이하의 관계로 설정되어 있다.

Wc≤Wv, 1.3Wc＜Wh≤Wd

상기 구성의 칼라 음극선 관에 따르면, 전자 비임 통과 개구 구멍의 배열 피치는 패널 중앙부에 대하여 주변부에서 1.3배 이상으로 되어 있는 점으로부터, 전자 비임의 랜딩 위치의 변동에 대한 다색 방출 여유도를 충분히 가질 수 있으며, 섀도우 마스크의 열팽창 등에 따른 전자 비임 랜딩 변동에 기인하는 색 순도의 열화를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 칼라 음극선 관에 있어서, 상기 패널 유효부의 중앙부, 짧은 축 단부, 긴 축 단부, 대각축 단부에 있어서의 패널의 두께를 각각 tc, tv, th, td라고 하면, 강도를 향상시키는 면에서 이하의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.

tc＜tv＜td, tc＜th＜td

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 관한 칼라 음극선 관에 대하여 상세하게 설명한다.

도1에 도시한 바와 같이, 칼라 음극선 관은 진공 외부 기기(10)를 구비하고, 이 진공 외부 기기는 대략 직사각형 형상의 유효부(20)와 유효부의 주변부를 따라서 세워 설치된 스커트부(21)를 지닌 유리로 만든 패널(22)과, 스커트부에 접합된 유리로 만든 깔때기(23)를 구비하고 있다.

패널(22)의 유효부(20)의 내면에는 형광체 스크린(24)이 배치되어 있다. 진공 외부 기기(10) 내에는 형광체 스크린(24)에 대향하여 섀도우 마스크(27)가 배치되어 있다. 이 섀도우 마스크(27)는 형광체 스크린(24)과 대향하고 있는 동시에 다수의 전자 비임 통과 개구 구멍이 형성된 대략 직사각형 형상의 마스크 본체(25)와, 이 마스크 본체의 주변부를 지지한 직사각형 형상의 마스크 프레임(26)으로 구성되어 있다. 그리고, 섀도우 마스크(27)는 마스크 프레임(26)에 부착된 탄성 지지 부재(28)를 패널(22)의 스커트부(21) 내면에 배치된 스터드 핀(29)에 걸어 고정함으로써 패널에 대하여 착탈 가능하게 지지되어 있다. 또한, 깔때기(23)의 네크(31) 내에는 3개의 전자 비임(32B, 32G, 32R)을 방출하는 전자총(33)이 배치되어 있다.

또한, 패널(22)을 포함하는 진공 외부 기기(10)는 유효부(20)의 중심 및 전자총(33)을 거쳐서 연장되는 관축(Z)과, 관축과 직교하여 연장되는 긴 축(수평축)(X)과, 관축 및 긴 축과 직교하여 연장되는 짧은 축(수직축)(Y)을 갖고 있다.

그리고, 칼라 음극선 관은 전자총(33)으로부터 방출된 3개의 전자 비임(32B, 32G, 32R)을 깔때기(23)의 외측에 장착된 편향 요오크(35)에 의해 편향하고, 섀도우 마스크(27)의 전자 비임 통과 개구 구멍을 거쳐서 형광체 스크린(24)을 수평, 수직 주사함으로써 칼라 화상을 표시한다.

본 실시예에 있어서, 패널(22)의 유효부(20)의 외면은 대략 평탄하거나 혹은 약간의 곡률을 지닌 곡면으로 형성되고, 내면은 이 외면보다도 큰 곡률을 지닌 곡면으로 형성되어 있다. 그리고, 유효부(20)는 중앙부의 두께에 대하여 대각축 단부 부근, 즉 코너부 부근의 두께가 8 내지 15 ㎜ 두껍게 되어 있다. 또한, 유효부(20)의 중앙부에 있어서의 광 투과율은 40 내지 60 %로 되어 있다.

도2a 및 도2b에 도시한 바와 같이, 형광체 스크린(24)은 각각 패널(22)의 짧은 축(Y) 방향으로 연장되어 있는 동시에 긴 축(X) 방향으로 소정의 간극을 두고 병렬로 배치된 복수의 줄무늬형의 흑색 광 흡수층(37)과, 각각 광 흡수층(37) 사이의 간극에 형성되어 짧은 축(Y) 방향으로 연장된 줄무늬형의 3색 형광체층(38B, 38G, 38R)을 갖고 있다. 패널(22)의 유효부(20) 외면측으로부터 본 형광체층의 피치(P)에 대한 광 흡수층(37)의 폭(B)의 비율(M=B/P)은 패널의 긴 축 방향 주변부 및 짧은 축 방향 주변부보다도 패널 중앙부에서 동등 이상으로 되어 있다. 또한, 긴 축(X) 방향을 따른 3색 형광체층(38B, 38G, 38R)의 피치를 P로 하고 있다.

섀도우 마스크(27)의 마스크 본체(25)는 패널(22)의 유효부 내면에 대응한 곡률의 곡면으로 형성되어 있다. 도3에 도시한 바와 같이, 마스크 본체(25)에는 각각 짧은 축(Y)과 대략 평행하게 연장된 복수의 개구 구멍열이 긴 축(X) 방향으로 소정의 간극을 두고 병렬로 배치되고, 각 개구 구멍열은 복수개의 전자 비임 통과 개구 구멍(41)이 각각 브리지(40)를 거쳐서 일렬로 나란히 구성되어 있다.

그리고, 마스크 본체(25)의 중앙부에 있어서의 긴 축(X) 방향의 개구 구멍(41)의 피치를 Wc, 마스크 본체의 짧은 축(Y) 단부, 즉 마스크 본체의 긴 변 근방부에 있어서의 긴 축(X) 방향의 개구 구멍(41)의 피치를 Wv, 마스크 본체의 긴 축(X) 단부, 즉 마스크 본체의 짧은 변 근방부에 있어서의 긴 축(X) 방향의 개구 구멍(41)의 피치를 Wh, 마스크 본체의 대각축 단부, 즉 마스크 본체의 코너부에 있어서의 긴 축(X) 방향의 개구 구멍(41)의 피치를 Wd라고 하면, 전자 비임 통과 개구 구멍(41)은 이하의 관계, 즉 수학식 1 및 수학식 2를 충족시키도록 형성되어 있다.

Wc≤Wv

1.3Wc＜Wh≤Wd

또한, 마스크 본체(25)의 중앙부에 있어서의 각 개구 구멍(41)의 개구 구멍열과 직교하는 긴 축(X) 방향의 폭을 Ac, 짧은 축(Y) 단부에 있어서의 개구 구멍(41)의 같은 방향의 폭을 Av, 긴 축(X) 단부에 있어서의 같은 방향의 개구 구멍(41)의 폭을 Ah, 대각축 단부에 있어서의 같은 방향의 개구 구멍(41)의 폭을 Ad라고 하면, 복수의 개구 구멍(41)은 이하의 관계, 즉 수학식 3 및 수학식 4를 충족시키도록 형성되어 있다.

Ac≤Av＜Ad

Ac＜Ah≤Ad

그리고, 칼라 음극선 관에 있어서, 형광체 스크린(24)은 상기 섀도우 마스크(27)를 광학 마스크로서 사용하여 사진 인쇄법에 의해 용이하게 형성할 수 있다.

상기와 같이 구성된 칼라 음극선 관에 따르면, 패널(22)의 유효부(20)를 평탄화시켜도 진공 외부 기기(10)에 필요한 대기압 강도를 확보하고, 또한 패널 유효부(20)를 통해서 보는 화상의 휘도 특히 화면 주변부의 휘도를 개선할 수 있다. 그리고, 패널(22)의 유효부(20)를 평탄화한 경우라도 섀도우 마스크(27)의 기계적 강도의 저하를 방지하여, 칼라 음극선 관의 제조 공정에 있어서의 섀도우 마스크의 변형이나 칼라 음극선 관 동작시의 도밍을 억제하여 색 순도의 열화를 경감시킬 수 있다.

이하, 본 실시예에 대응하는 제1 구체예, 제2 구체예를 비교예와 비교하면서 설명한다.

패널의 종횡비가 4 : 3이고 대각 치수가 60 ㎝인 칼라 음극선 관을 대상으로 한 경우, 비교예의 칼라 음극선 관에서는 패널의 유효부의 중앙부에 있어서의 유리의 광 투과율이 약 80 %, 유효부의 중앙부에 있어서의 두께가 12.5 ㎜, 유효부의 중앙부에 대하여 주변부의 두께가 두껍고, 그 두께차(wedge)가 13 ㎜로 설정되어 있다. 그리고, 형광체 스크린의 형광체층의 피치(P)에 대한 광 흡수층의 폭(B)의 비율(M=B/P)은 패널의 유효부의 중앙부에서 약 37 %, 주변부에서 약 51 %로 되어 있다. 또한, 섀도우 마스크의 개구 구멍열을 구성하는 인접 개구 구멍 사이의 브리지의 폭이 마스크 본체의 중앙부에서 약 100 ㎛, 주변부에서 약 110 ㎛로 설정되어 있다. 섀도우 마스크의 개구 구멍은 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 피치가 섀도우 마스크의 중앙부에 대하여 긴 축 단부에서 140 %가 되는 가변 피치로 배열되어 있다. 그리고, 패널의 유효부의 중앙부의 휘도에 대한 대각축 단부의 휘도의 비(CB)(코너 휘도; Corner Brightness)가 약 62 %로 되어 있다.

또한, 휘도비(CB)는 패널의 유효부의 중앙부에 있어서의 광 투과율을 Tc, 주변부에 있어서의 광 투과율을 Td라고 할 때, 하기의 수학식 5로 표시되는 패널의 유효부의 광 투과율비(Tr)에 상당한다.

Tr＝Td/Tc

여기서, 본 실시예에 있어서 패널의 광 투과율이라 함은, 파장이 546 ㎚인 빛의 관축 방향의 투과율을 의미한다.

한편, 제1 구체예의 칼라 음극선 관에서는 패널 유효부의 외면을 평탄하게 하고, 패널 유효부의 중앙부에 있어서의 두께, 섀도우 마스크의 개구 구멍열을 구성하는 인접 개구 구멍 사이의 브리지 폭, 및 섀도우 마스크의 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 피치를 각각 상기 비교예와 동일하게 설정하고 있다. 또한, 패널 유효부의 중앙부에 있어서의 유리의 광 투과율은 약 55 %로 저하되고, 형광체층의 피치(P)에 대한 광 흡수층(37)의 폭(B)의 비율(M=B/P)이 패널 유효부의 중앙부에서 약 47 %, 주변부에서 약 43 %로 설정되어 있다. 그 결과, 유효부의 중앙부에 대한 대각축 단부의 휘도비(CB)는 약 60 %가 되며, 비교예와 같은 양호한 값을 유지했다.

또한, 제2 구체예의 칼라 음극선 관에서는 패널 유효부의 중앙부에 있어서의 두께, 섀도우 마스크의 개구 구멍열을 구성하는 인접 개구 구멍 사이의 브리지 폭, 및 섀도우 마스크의 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 피치가 각각 상기 비교예와 동일하게 설정되어 있지만, 패널 유효부의 중앙부에 있어서의 유리의 광 투과율은 약 40 %로 저하되고, 형광체층의 피치(P)에 대한 광 흡수층(37)의 폭(B)의 비율(M=B/P)은 패널 유효부의 중앙부에서 약 53 %, 주변부에서 약 35 %로 설정되어 있다. 그 결과, 유효부의 중앙부에 대한 대각축 단부의 휘도비(CB)는 약 60 %가 되며, 비교예와 같은 양호한 값을 유지했다.

표1에 이들 비교예, 제1 실시예 및 제2 실시예를 비교하여 나타낸다.

	비교예	제1 실시예	제2 실시예
패널 유효부의 중앙부에 있어서의 광 투과율(%)	80	55	40
패널 유효부의 중앙부에 있어서의 두께(㎜)	12.5	12.5	12.5
패널 유효부의 중앙부와 주변부의 두께차(㎜)	13	13	13
패널 유효부의 중앙부에 있어서의 광 흡수층/형광체층 면적비(%)	37	47	53
패널 유효부의 대각부에 있어서의 광 흡수층/형광체층 면적비(%)	55	43	35
마스크 본체 중앙부에 있어서의 브리지 폭(㎛)	100	100	100
마스크 본체 주변부에 있어서의 브리지 폭(㎛)	110	110	110
마스크 본체 중앙부의 개구 구멍 피치에대한 주변부의 개구 구멍 피치의 비(%)	140	140	140
CB(%)	약 60	약 60	약 60

상기 비교예와의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이 제1 구체예, 제2 구체예 및 후술하는 제3 구체예의 칼라 음극선 관은 패널 유효부의 유리의 광 투과율이 비교예보다도 약 25 내지 40 % 낮게 되어 있으며, 또한 유효부 중앙의 형광체층의 피치(P)에 대한 광 흡수층의 폭(B)의 비율(M)을 크게 함으로써 대비가 향상되어 있다. 그로 인해, 패널의 외면에 색 선별 필터 등을 설치하지 않고 색 선별 필터 등을 사용한 경우와 동일한 특성을 얻을 수 있다.

또한, 패널 유효부의 광 투과율을 40 % 보다도 낮게 하면, 칼라 음극선 관 동작시에 있어서의 CB값이 60 %를 하회하여 시인성이 나빠진다. 따라서, 동작시의 CB값을 60 % 이상 확보하기 위해서는 패널 유효부의 중앙부에 있어서의 광 투과율이 40 % 보다 낮은 것은 바람직하지 않으며, 시인도 면에서 40 내지 60 % 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

다음에, 유효부의 중앙부와 주변부의 두께차(패널 웨지)와 대기압 강도(또는 방폭 특성)의 관계에 대하여 설명한다. 본 실시예에 따르면, 패널 유효부의 중앙부, 짧은 축 단부, 긴 축 단부, 대각축 단부에 있어서의 두께를 각각 tc, tv, th, td라고 하면 패널은 이하의 관계를 충족시키도록 형성되며, 강도의 향상을 도모하고 있다.

tc＜tv＜td, tc＜th＜td

여기서, 패널의 유효부 외면의 곡률 반경을 10 m로 한 경우에 대하여, 유효부의 중앙부와 주변부의 두께차(패널 웨지)와 대기압 강도의 관계는 이하의 표2로 나타낸 바와 같이 되어 있다.

이 표2로부터 알 수 있는 바와 같이 두께차가 8 ㎜ 보다도 작아지면, ×표로 나타낸 바와 같이 진공 외부 기기의 대기압 강도가 불충분해진다. 진공 외부 기기에 필요한 대기압 강도를 확보하기 위해서는 △ 또는 ○표로 나타낸 바와 같이 두께를 8 ㎜ 이상으로 할 필요가 있다. 그러나, 대기압 강도만을 고려한 경우 두께차가 20 ㎜라도 좋지만, 시인성 면에서 두께차가 20 ㎜ 정도가 되면 유효부 중앙부에 대한 대각축 단부의 휘도비(CB)가 저하되어 실용상 적합하지 못하게 된다. 이와 같은 점으로부터, 시인성을 고려하여 패널의 유효부의 유리의 광 투과율을 40 내지 60 %로 설정한 경우, 양호한 CB 특성과 대기압 강도를 동시에 유지하기 위해서는 패널 유효부의 중앙부와 주변부의 두께차는 8 내지 15 ㎜가 적절하다.

패널 유효부의 중앙부와 주변부의 두께차(㎜)	0	5	8	10	15	20
대기압 강도	×	×	× 또는 △	○	○	○

다음에, 패널(22)의 유효부(20)의 내면에 형성된 형광체 스크린(24)의 형광체층(38B, 38G, 38R)과 흑색 광 흡수층(37)의 관계에 대하여 상세하게 설명한다.

도4a 및 도4b는 형광체층의 폭(D)을 종축, 유효부(20)의 중앙부로부터 긴 축(X) 방향의 거리를 횡축으로 하고, 도4a는 긴 축(X) 상의 각 위치에 있어서의 폭(D)의 값, 도4b는 긴 변 상의 각 위치에 있어서의 폭(D)의 값을 각각 나타내고 있다. 이들 도면으로부터 명확해지는 바와 같이, 형광체층의 폭은 유효부(20)의 중앙부에 있어서의 값에 비해 유효부의 주변을 향함에 따라서 커지고 있다.

도5a 및 도5b는 형광체층의 피치(P)를 종축, 유효부(20)의 중앙부로부터 긴 축(X) 방향의 거리(rf)를 횡축으로 하고, 도5a는 긴 축(X) 상의 각 위치에 있어서의 피치(P)의 값, 도5b는 긴 변 상의 각 위치에 있어서의 피치(P)의 값을 각각 나타내고 있다. 이들 도면으로부터 명확해지는 바와 같이, 형광체층의 피치(P)도 유효부(20)의 중앙부에 있어서의 값에 비해 유효부의 주변을 향함에 따라서 커지게 되어 있다.

형광체층의 폭(D)에 대하여 패널 유효부의 중앙부, 짧은 축 단부, 긴 축 단부, 대각축 단부에 있어서의 값을 각각 Dc, Dv, Dh, Dd라 하고, 또한 형광체층의 피치(P)에 대하여 유효부의 중앙부, 짧은 축 단부, 긴 축 단부, 대각축 단부에 있어서의 값을 각각 Pc, Pv, Ph, Pd라 하면, 형광체층의 피치(P)와 폭(D)의 비율은 도6a 및 도6b에 도시한 관계를 갖고 있다.

즉, (Dc/Pc)≤(Dv/Pv)＜(Dd/Pd) 및

(Dc/Pc)＜(Dh/Ph)≤(Dd/Pd)의 관계로 되어 있다. 이 관계는 전술한 바와 같이 형광체층의 피치(P)에 대한 광 흡수층의 폭(B)의 비율(M)이 패널 유효부의 주변부에 대하여 중앙부에서 동등 이상으로 설정되어 있음을 나타내고 있다.

형광체층의 피치(P)에 대한 광 흡수층의 폭(B)의 비율을 패널의 유효부의 주변부에 대하여 중앙부에서 동등 이상으로 한 경우에 사용하는 섀도우 마스크(27)의 긴 축 방향의 개구 구멍 폭(A), 및 긴 축 방향의 개구 구멍 피치(W)는 도7a 내지 도8b로 나타낸 바와 같이 설정되어 있다.

도7a의 곡선(44a)은 마스크 본체의 긴 축(X) 상의 각 위치에 있어서의 긴 축 방향의 개구 구멍 폭(A), 도7b의 곡선(44b)은 마스크 본체의 긴 변 상에 있어서의 긴 축(X) 방향의 개구 구멍 폭(A)을 각각 나타내고 있다. 도8a의 곡선(43a)은 마스크 본체의 긴 축(X) 상에 있어서의 긴 축 방향의 개구 구멍 피치(W), 도8b의 곡선(43b)은 마스크 본체의 긴 변 상에 있어서의 긴 축 방향의 개구 구멍 피치(W)를 각각 나타내고 있다.

마스크 본체(25)의 각 부분에 있어서의 개구 구멍 폭(A) 및 개구 구멍피치(W)의 각 값은 이하와 같으며, 전술한 수학식 1 내지 수학식 4의 관계를 충족시키는 것으로 되어 있다.

Wc＝0.700 ㎜, Wv＝0.705 ㎜, Wh＝0.920 ㎜, Wd＝0.925 ㎜

Wc≤Wv, 1.3Wc＜Wh≤Wd

Ac＝0.170 ㎜, Av＝0.170 ㎜, Ah＝0.251 ㎜, Ad＝0.253 ㎜

Ac≤Av＜Ad, Ac＜Ah≤Ad

이하의 표3은 긴 축(X) 방향의 개구 구멍 피치(W)가 마스크 본체(25)의 중앙부에 대하여 주변부에서 커지는 가변 피치의 섀도우 마스크에 대하여, 중앙부의 긴 축 방향의 개구 구멍 피치(Wc)와 긴 축 단부에 있어서의 개구 구멍 피치(Wh)의 비(Wc/Wh)와 섀도우 마스크가 열팽창했을 때의 형광체층에 대한 전자 비임의 랜딩 여유도의 관계를 판정한 결과를 나타내고 있다.

Wh/Wc	1.2	1.3	1.4
긴 축 단부에서의 랜딩 여유도(㎛)	34.0	59.0	83.0
판정	×	△ 또는 ○	○

섀도우 마스크가 열팽창해도 다른 색 형광체층에 대한 전자 비임의 랜딩의 실수를 방지하기 위해서는 적어도 50 ㎛의 랜딩 여유도가 요구된다. 따라서, 표3으로부터 가변 피치의 섀도우 마스크에서는 상기 비(Wc/Wh)를 약 1.3 내지 1.4배 정도로 설정하면, 다색 방출에 대한 충분한 여유도를 얻을 수 있다.

이와 같은 섀도우 마스크를 사용하여 형광체 스크린을 형성하면, 패널 중앙부에 대한 주변부에서의 휘도차에 따른 시인성의 열화를 방지하므로, 형광체층의피치에 대한 광 흡수층의 폭의 비율을 패널 유효부의 중앙부에서 주변부보다도 동등 이상으로 한 경우라도 주변부의 광 흡수층의 폭을 충분하게 크게 설정할 수 있다. 그로 인해, 전자 비임의 충돌에 의해서 섀도우 마스크가 열팽창한 경우라도 패널 주변부에 있어서의 전자 비임의 다색 방출, 즉 전자 비임이 복수의 형광체층 상으로 랜딩하는 현상을 저감하여 색 순도의 열화에 대하여 충분한 여유를 갖게 할 수 있다. 즉, 섀도우 마스크의 열팽창에 따른 전자 비임의 변동이 원인으로 발생하는 랜딩 실수의 여유도는 적어도 50 ㎛ 이상이 바람직하고, 상기와 같이 비(Wc/Wh)를 약 1.3배로 함으로써 여유도가 59 ㎛로 충분한 값이 된다.

또한, 도4a 내지 도5b에 도시한 바와 같이, 형광체층의 폭(D) 및 피치(P)는 모두 패널 중앙부에 대하여 주변부 쪽이 커지도록 설정하고 있는데, 이것은 가령 폭(D)만 크게 하고 피치(P)를 작게 하면 전자 비임 변동에 따른 다색 방출 여유도가 낮아지기 때문이다. 따라서, 형광체층의 폭(D) 및 피치(P)는 모두 패널 중앙부에 대하여 주변부 쪽을 크게 하는 것이 중요하다.

그리고, 상기와 같이 섀도우 마스크를 구성하면, 패널의 유효부 내면과 섀도우 마스크의 마스크 본체의 간격(q값)을 크게 할 수 있으므로, 마스크 본체의 곡률을 크게 할 수 있다. 그에 의해 섀도우 마스크의 기계적 강도를 높여서 칼라 음극선 관의 제조 공정에서의 섀도우 마스크의 변형이나 칼라 음극선 관 동작시의 국부적인 도밍을 억제하여 색 순도의 열화를 경감시킬 수 있다.

또한, 제3 실시예로서 도9a 및 도9b에 도시한 바와 같이, 형광체층의 피치에 대한 광 흡수층이 점유하는 비율(M)에 있어서 Mc와 Mv, Mh와 Md가 대략 동일한 관계에 있는 경우라도 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예의 경우와 대략 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 범위내에서 다양하게 변형 가능하다. 예를 들어, 상기 실시예에서는 패널의 유효부 외면의 곡률 반경이 10 m인 경우에 대하여 설명했지만, 곡률 반경이 그 이상으로 큰 경우는 한층 더 현저한 효과를 얻을 수 있다.

이상 상세하게 기술한 바와 같이 본 칼라 음극선 관에 따르면, 패널의 유효부 외면을 대략 평면으로 해도 진공 외부 기기에 필요한 대기압 강도를 확보하고, 또한 유효부를 통해서 보는 화상의 휘도 특히 화면 주변부의 휘도를 양호하게 할 수 있다. 그리고, 패널의 유효부의 평탄화에 따라서 섀도우 마스크의 곡률이 작아진 경우라도 섀도우 마스크의 기계적 강도의 저하를 방지하여, 칼라 음극선 관의 제조 공정에서의 섀도우 마스크의 변형이나 칼라 음극선 관 동작시의 도밍을 억제하여 색 순도의 열화를 경감시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 대략 평탄한 외면을 지닌 대략 직사각형 형상의 유효부를 갖춘 패널과 상기 패널에 접합된 깔때기를 구비한 외부 기기와,

   상기 패널의 내면에 형성되는 것으로, 상기 유효부의 내면에 병렬로 형성된 복수의 줄무늬형의 광 흡수층과 이들 광 흡수층 사이의 간극에 각각 병렬로 형성된 복수의 줄무늬형의 형광체층을 구비하고 있는 형광체 스크린과,

   상기 깔때기의 네크 내에 배치되어 상기 형광체 스크린을 향해서 전자 비임을 방출하는 전자총과,

   상기 형광체 스크린에 대향하여 배치되고 병렬로 배치된 복수의 개구 구멍열을 갖고, 각 개구 구멍열은 각각 브리지를 사이에 두고 일렬로 배치된 복수개의 개구 구멍을 구비한 섀도우 마스크를 포함하고,

   상기 외부 기기는 상기 유효부의 중심 및 전자총을 거쳐서 연장되는 관축과, 이 관축과 직교하여 연장되는 수평축과, 상기 관축 및 수평축과 직교하여 연장되는 수직축을 갖고,

   상기 패널의 유효부는 중앙부에 대하여 대각축 단부가 8 내지 15 ㎜ 두껍게 형성되며 또한 중앙부의 유리의 광 투과율이 40 내지 60 %로 설정되고,

   상기 형광체 스크린은 형광체층의 피치에 대한 광 흡수층의 폭의 비율이 적어도 상기 패널 유효부의 주변의 일부보다도 중앙부에서 커지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선 관.　
2. 제1항에 있어서, 상기 형광체 스크린의 형광체층 및 광 흡수층, 그리고 상기 마스크 본체의 각 개구 구멍열은 상기 짧은 축과 대략 평행한 방향으로 연장되고,

   상기 마스크 본체의 중앙부에 있어서의 개구 구멍의 상기 긴 축 방향을 따른 폭(Ac), 마스크 본체의 짧은 축 단부에 있어서의 개구 구멍의 같은 방향을 따른 폭(Av), 마스크 본체의 긴 축 단부에 있어서의 개구 구멍의 같은 방향을 따른 폭(Ah), 마스크 본체의 대각축 단부에 있어서의 개구 구멍의 같은 방향을 따른 폭(Ad)은,

   Ac≤Av＜Ad, Ac＜Ah＜Ad

   의 관계로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선 관.
3. 제1항에 있어서, 상기 마스크 본체의 각 개구 구멍열은 상기 짧은 축과 대략 평행한 방향으로 연장되고, 마스크 본체의 중앙부에 있어서의 상기 긴 축 방향을 따른 개구 구멍 피치(Wc), 마스크 본체의 짧은 축 단부에 있어서의 같은 방향을 따른 개구 구멍 피치(Wv), 마스크 본체의 긴 축 단부에 있어서의 같은 방향을 따른 개구 구멍 피치(Wh), 마스크 본체의 대각축 단부에 있어서의 같은 방향을 따른 개구 구멍 피치(Wd)는,

   Wc≤Wv, 1.3Wc＜Wh≤Wd

   의 관계로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선 관.
4. 제1항에 있어서, 상기 패널 유효부의 중앙부, 짧은 축 단부, 긴 축 단부, 대각축 단부에 있어서의 형광체층 폭을 각각 Dc, Dv, Dh, Dd라 하고, 상기 패널 유효부의 중앙부, 짧은 축 단부, 긴 축 단부, 대각축 단부에 있어서의 형광체층의 피치를 각각 Pc, Pv, Ph, Pd라고 했을 때, 형광체층의 피치에 대한 형광체층 폭의 점유율은,

   (Dc/Pc)≤(Dv/Pv)＜(Dd/Pd),

   (Dc/Pc)＜(Dh/Ph)≤(Dd/Pd)

   의 관계로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선 관.
5. 제1항에 있어서, 상기 유효부의 중앙부, 짧은 축 단부, 긴 축 단부, 대각축 단부에 있어서의 패널의 두께를 각각 tc, tv, th, td라고 하면,

   tc＜tv＜td, tc＜th＜td

   의 관계를 충족시키고 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선 관.