KR100432114B1 - 칼라 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내면에 형광면이 형성되는 페이스 플레이트부를 갖는 패널부와, 내부에 전자총이 장착되는 네크부와, 패널부와 네크부를 연접하는 깔때기부로 이루어지는 유리로 된 밸브로 구성되어 이루어지는 칼라 음극선관에 있어서, 페이스 플레이트부의 화면 유효 영역의 관축 방향 두께를 중앙부에서 tc, 장축 방향 주변부에서 tx, 대각 방향 주변부에서 td라 했을 때, tc > td > tx의 관계로 한다. 그리고, 페이스 플레이트의 주변 부분의 표시 화상의 휘도를 중앙 부분의 표시 화상의 휘도에 필적시키는 것을 가능하게 하는 동시에, 표시 화상의 색순도의 열화, 유리 밸브의 기계적 강도의 저하를 방지한 음극선관을 제공한다.

Description

칼라 음극선관{COLOR CATHODE-RAY TUBE}

일반적으로, 음극선관이 유리로 된 진공 케이싱은 곡면 형상의 페이스 플레이트를 갖는 패널부와, 가는 직경의 네크부와, 패널부와 네크부를 연접하는 대략 깔때기 형상의 깔때기부로 이루어져 있으며, 페이스 플레이트의 내면에 형광면이 형성되고, 네크부의 내부에 전자총이 장착되고, 깔때기부의 외주에 편향 요우크가 장착되어 음극선관이 구성된다. 이 경우, 음극선관의 유리로 된 진공 케이싱은 내부가 대략 진공 상태로 되어 있어 외부에 항상 대기압이 가해지고 있으므로, 일정치 이상의 기계적 강도를 갖는 것이 필요해서, 유리로 된 진공 케이싱의 각부의 두께를 그 기계적 강도에 견딜 수 있는 값으로 설정하고 있다. 그리고, 이미 알려진 음극선관에 있어서는 통상 유리로 된 진공 케이싱의 페이스 플레이트의 구성으로서, 페이스 플레이트의 중앙 부분의 두께와 비교하여 주변 부분의 두께가 두꺼워지도록 하고 있다.

여기에서, 도11은 이미 알려진 음극선관의 유리로 된 진공 케이싱에 있어서의 페이스 플레이트 부분의 구성의 일예를 도시한 단면도이다.

도11에 있어서, 부호 31은 페이스 플레이트, 31(1)은 페이스 플레이트 내면, 31(2)는 페이스 플레이트 외면, tpc는 페이스 플레이트(31)의 중앙 부분의 두께, tpa는 페이스 플레이트(31)의 주변 부분의 두께, Rpi는 전자빔의 편향 중심점 O를 중심으로 한 페이스 플레이트 내면[31(1)]의 곡률 반경, Rpo는 전자빔의 편향 중심점 O를 중심으로 한 페이스 플레이트 외면[31(2)]의 곡률 반경이다.

도11에 도시된 바와 같이, 페이스 플레이트(31)는 상기 기계적 강도를 유지시키는 점에서 중앙 부분의 두께(tpc)와 비교하여 주변 부분의 두께(tpa)가 두꺼워지도록 구성되고, 그 결과 페이스 플레이트 내면[31(1)]의 곡률 반경(Rpi)이 페이스 플레이트 외면[31(2)]의 곡률 반경(Rpo)보다도 작아지도록, 즉 tpc < tpa, 또한, Rpi < Rpo가 되도록 구성되어 있다.

상기 종래의 음극선관은, 페이스 플레이트(31)에 있어서의 중앙 부분의 두께(tpc)가 얇고, 주변 부분의 두께(tpa)가 두꺼우므로, 페이스 플레이트(31)의 내면에 형성된 형광면에 화상이 표시되었을 때, 형광면으로부터 페이스 플레이트(31)를 통해 외부로 방사되는 빛은 두께(tpc)가 얇은 페이스 플레이트(31)의 중앙 부분의 감쇠가 적고, 두께(tpa)가 두꺼운 페이스 플레이트(31)의 주변 부분의 감쇠가 많아진다. 즉 페이스 플레이트(31)의 중앙 부분의 광투과율을 Tpc, 주변 부분의 광투과율을 Tpa라 하면, Tpc > Tpa가 되어 표시 화상의 휘도는 페이스 플레이트(31)의 중앙 부분에 비교하여 주변 부분이 저하하게 되어, 주변 부분에서 표시 화상의 휘도를 충분히 확보할 수 없게 된다고 하는 문제가 있다. 화면 주변에서는 화면 중앙보다도 형광체의 중량이 작아지는 등으로 인해 휘도가 더욱 나빠지게 된다.

그런데, 페이스 플레이트(31)의 주변 부분의 표시 화상의 휘도가 중앙 부분의 표시 화상의 휘도보다 저하하고 있는 경우, 주변 부분의 표시 화상의 휘도를 중앙 부분의 표시 화상의 휘도에 필적하도록 보정하기 위해서는, 형광면의 중앙 부분에 투사되는 전자빔의 강도에 비교하여, 형광면의 주변 부분에 투사되는 전자빔의 강도를 크게 하면 되지만, 이러한 전자빔 강도의 보정 수단은 간단하게 얻을 수 있는 것은 아니다.

그래서, 이러한 문제점을 위한 대책으로서, 음극선관의 페이스 플레이트의 곡면 형상을 내면의 곡률 반경이 외면의 곡률 반경보다도 크게 한 구성으로 하고, 페이스 플레이트의 중앙 부분의 두께에 비하여 주변 부분의 두께를 얇게 함으로써, 페이스 플레이트의 주변 부분의 표시 화상의 휘도를 증대시켜 주변 부분의 표시 화상의 휘도를 중앙 부분의 표시 화상의 휘도에 근접시키도록 한 것이 본 출원인에 의해 출원되어 있다(일본 특허 출원 평10-18547호).

그러나, 상기 음극선관은 페이스 플레이트의 곡률 반경에 대해 내면을 외면보다도 크게 한 것이므로, 페이스 플레이트 내면에 형성된 형광면에 대향 배치되어 색 선별을 행하는 섀도우 마스크의 곡률 반경도 전체적으로 커진다. 이러한 구성의 음극선관은 섀도우 마스크 곡면의 성형 보유 지지 강도가 약해지므로, 그 곡면이 변형되기 쉬워 섀도우 마스크의 구멍을 통과하는 전자빔이 형광면에 정상적으로 조사 충돌되지 않게 되어(정상적인 색 선별이 행해지지 않게 됨) 표시 화상의 색순도의 열화를 야기한다고 하는 새로운 문제가 발생한다.

특히, 화면의 단축 방향 주변 부분에서는 섀도우 마스크가 진동, 낙하 등의 충격에 의한 영향을 받기 쉬우므로, 섀도우 마스크의 곡률 반경이 커지면 그 곡면의 기계적 강도가 약해져 그 부분에서 곡면이 변형되기 쉬워진다.

또한, 유리 밸브의 내부가 대략 진공 상태이고, 그 외부에 항상 대기압이 가해지고 있으므로, 음극선관용의 유리 밸브의 기하학적인 구조상, 특히 화면의 단축 방향 주변 부분에서는 응력 왜곡이 집중하기 쉬워서, 페이스 플레이트 내면의 곡률 반경을 크게 하여 단축 방향 주변 부분의 유리 두께가 얇아지면, 그 부분에서 유리 밸브(패널 부분)의 기계적 강도가 약해진다.

또한, 화면의 대각 방향 주변 부분은 화면 중앙으로부터의 거리가 가장 길어지므로, 섀도우 마스크의 곡률 반경이 커지면 그 곡면의 성형 보유 지지 강도가 약해져 중앙과 대각 방향 주변 부분 사이에서 그 곡면이 변형되기 쉬워진다.

본 발명은, 이러한 문제점을 해결하는 것으로, 그 목적은 간단한 구성 수단에 의해 페이스 플레이트의 주변 부분의 표시 화상의 휘도를 중앙 부분의 표시 화상의 휘도에 필적시키는 것을 가능하게 하는 동시에, 표시 화상의 색순도의 열화, 유리 밸브의 기계적 강도의 저하를 방지한 칼라 음극선관을 제공하는 데 있다.

본 발명은, 민간용 칼라 텔레비젼이나 정보 단말용의 칼라 디스플레이 모니터 등에 이용하는 칼라 음극선관에 관한 것으로, 특히 페이스 플레이트 패널의 곡면 형상을 개량한 칼라 음극선관에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 관계되는 음극선관의 일 실시예의 주요부 구성을 도시한 단면도이다.

도2는 본 발명에 있어서의 패널 페이스 플레이트의 실시예의 단면도이다.

도3은 패널 페이스 플레이트부가 비구면인 경우의 등가 곡률 반경을 도시한 도면이다.

도4는 본 발명의 실시예의 칼라 음극선관에 있어서의 패널부의 페이스 플레이트 부분의 화면 유효 영역의 구성을 도시한 부분 사시 단면도이다.

도5는 도트 타입 형광면의 블랙 매트릭스의 설명도이다.

도6은 스트라이프 타입 형광면의 블랙 매트릭스의 설명도이다.

도7은 도트 타입의 섀도우 마스크의 설명도이다.

도8은 본 발명을 설명하기 위한 패널의 평면도이다.

도9는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 패널의 단면도이다.

도10은 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서의 패널의 단면도이다.

도11은 종래 기술에 있어서의 패널의 단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 음극선관은 페이스 플레이트 패널의 유리 두께 및/또는 곡률 반경을 이하와 같이 구성하는 것이다.

(1) 페이스 플레이트부의 화면 유효 영역의 관축 방향 두께를 중앙부에서tc, 장축 방향 주변부에서 tx, 대각 방향 주변부에서 td라 했을 때, tc > td > tx의 관계로 한다. 이에 의해, 주변부의 표시 화상의 휘도가 향상되는 동시에, 중앙부와 대각 방향 주변부 사이에서의 섀도우 마스크의 곡률 반경이 작아지므로 그 곡면의 성형 보유 지지 강도의 저하를 방지할 수 있다.

(2) 페이스 플레이트부의 화면 유효 영역의 관축 방향 두께를 중앙부에서 tc, 장축 방향 주변부에서 tx라 했을 때, tc > tx의 관계로 하고, 페이스 플레이트부 내면의 화면 유효 영역의 등가 곡률 반경을 장축 방향에서 Rix, 대각 방향에서 Rid라 했을 때, Rix > Rid의 관계로 한다. 이에 의해서도, 주변부의 표시 화상의 휘도가 향상되는 동시에, 중앙부와 대각 방향 주변부 사이에서의 섀도우 마스크 곡면의 성형 보유 지지 강도의 저하를 방지할 수 있다.

(3) 페이스 플레이트부의 화면 유효 영역의 관축 방향 두께를 중앙부에서 tc, 장축 방향 주변부에서 tx, 단축 방향 주변부에서 ty라 했을 때, tc > ty > tx의 관계로 한다. 이에 의해, 주변부의 표시 화상의 휘도가 향상되는 동시에, 단축 방향 주변부의 진공 유리 밸브(패널 부분)의 기계적 강도의 저하를 방지할 수 있고, 또한 단축 방향 주변부의 섀도우 마스크의 곡률 반경이 작아지므로 섀도우 마스크의 기계적 강도의 저하를 방지할 수 있다.

(4) 페이스 플레이트부의 화면 유효 영역의 관축 방향 두께를 중앙부에서 tc, 장축 방향 주변부에서 tx라 했을 때, tc > tx의 관계로 하고, 페이스 플레이트부 내면의 화면 유효 영역의 등가 곡률 반경을 장축 방향에서 Rix, 단축 방향에서 Riy라 했을 때, Rix > Riy의 관계로 한다. 이에 의해서도, 주변부의 표시 화상의휘도가 향상되는 동시에, 단축 방향 주변부의 진공 유리 밸브(패널 부분) 및 섀도우 마스크의 기계적 강도의 저하를 방지할 수 있다.

(5) 페이스 플레이트부의 화면 유효 영역의 관축 방향 두께를 중앙부에서 tc, 단축 방향 주변부에서 ty, 대각 방향 주변부에서 td라 했을 때, tc > td > ty의 관계로 하고, 페이스 플레이트부 내면의 화면 유효 영역의 등가 곡률 반경을 단축 방향에서 Riy, 대각 방향에서 Rid라 했을 때, Rid > Riy의 관계로 하고, 페이스 플레이트부 외면의 화면 유효 영역의 등가 곡률 반경을 단축 방향에서 Roy, 대각 방향에서 Rod라 했을 때, Rod > Roy의 관계로 한다. 이에 의해서도, 주변부의 표시 화상의 휘도가 향상되는 동시에, 단축 방향 주변부의 진공 유리 밸브(패널 부분) 및 섀도우 마스크의 기계적 강도의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 상기 구성에다가, 필요에 따라서 형광면의 형광체 도트 또는 스트라이프를 형성하기 위한 블랙 매트릭스의 홀 투과율을 소정 범위로 규정하는 것이다.

상기 본 발명의 구성에 따르면, 페이스 플레이트의 주변 부분의 표시 화상의 휘도를 중앙 부분의 표시 화상의 휘도에 필적시킬 수 있어 페이스 플레이트 내면의 형광면에 전자빔이 투사되었을 때, 형광면에 표시되는 화상의 휘도가 주변부에서 저하하는 일없이, 표시 화면의 밝기의 전체면 균일성을 보유 지지할 수 있다. 그리고, 블랙 매트릭스의 홀 투과율을 화면 주변에서 과도하게 올릴 필요가 없어지므로, 화면 주변에서 해상도의 대폭적인 열화를 수반하는 일없이, 색순도가 좋은 칼라 음극선관을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 발명에 관계되는 음극선관의 일 실시예의 주요부 구성을 도시한 단면도로서, 음극선관이 칼라 음극선관인 예를 도시한 것이다.

도1에 있어서, 참조 부호 1은 패널부, 1a는 페이스 플레이트, 1b는 패널 스커트부, 2는 네크부, 3은 깔때기부, 4는 형광막, 5는 섀도우 마스크, 6은 내부 자기 실드, 7은 편향 요오크, 8은 퓨리티 조정 마그넷, 9는 센터빔 스태틱 컨버전스 조정용 마그넷, 10은 사이드빔 스태틱 컨버전스 조정용 마그넷, 11은 전자총, 12는 전자빔이다.

칼라 음극선관을 구성하는 유리로 된 진공 케이싱(벌브, bulb)은, 전방측에 배치된 큰 지름의 패널부(1)와, 내부에 전자총(11)을 수납하고 있는 가늘고 긴 네크부(2)와, 패널부(1) 및 네크부(2)를 연접하는 대략 깔때기 형상의 깔때기부(3)로 이루어진다. 패널부(1)는 전방면의 페이스 플레이트(1a)와 깔때기부에 연접되는 스커트부(1B)를 구비하고, 페이스 플레이트(1a)의 내면에 형광막(4)이 피착 형성되고, 형광막(4)에 대향 배치되도록 섀도우 마스크(5)가 부착된다. 패널부(1)와 깔때기부(3)의 결합 부분의 내측에 내부 자기 실드(6)가 설치되고, 사용시에 깔때기부(3)와 네크부(2)의 결합 부분의 외측에 편향 요우크(7)가 배치된다. 전자총(11)으로부터 방사된 3개의 전자빔(12)(1개만 도시되어 있음)이 편향 요우크(7)에 의해 소정 방향으로 편향된 후, 섀도우 마스크(5)를 통해서 형광막(4)에 조사 충돌된다. 또, 네크부(2)의 외측에는 퓨리티 조정 마그넷(8), 센터빔 스태틱 컨버전스 조정용 마그넷(9), 사이드빔 스태틱 컨버전스 조정용 마그넷(10)이 나란히 설치되어 있다.

상기 구성에 의한 칼라 음극선관에 있어서의 동작, 즉 화상 표시 동작은 이미 알려진 칼라 음극선관에 있어서의 화상 표시 동작과 동일하므로, 이 칼라 음극선관에 있어서의 화상 표시 동작에 대해서는 그 설명을 생략한다.

다음에, 도2는 도1에 도시한 실시예의 칼라 음극선관에 있어서의 패널부(1)의 페이스 플레이트(1a) 부분의 구성을 도시한 단면도이다.

도2에 있어서, 참조 부호 1a(1)은 페이스 플레이트 내면, 1a(2)는 페이스 플레이트 외면, tc는 페이스 플레이트(1a)의 중앙 부분의 두께, ta는 페이스 플레이트(1a)의 주변 부분의 두께, Ri는 페이스 플레이트 내면[1a(1)]의 곡률 반경, Ro는 페이스 플레이트 외면[1a(2)]의 곡률 반경이며, 그 밖의 도1에 도시된 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다. 또, 여기서 상기 페이스 플레이트(1a)의 중앙 및 주변 부분의 두께(tc 및 ta)는 각각의 부분에 있어서의 페이스 플레이트 내면[1a(1)]과 외면[1a(2)]의 최단 거리를 나타낸다. 또한, 통상 페이스 플레이트의 곡률 반경은 내면, 외면 모두 페이스 플레이트의 두께에 비해 훨씬 크기 때문에, 상기 페이스 플레이트(1a)의 주변 부분의 두께(ta)에 대해서는 관축 방향과 평행한 페이스 플레이트 내면[1a(1)]과 외면[1a(2)]과의 거리로 대용해도 좋다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 페이스 플레이트(1a)는 페이스 플레이트 내면[1a(1)]의 곡률 반경(Ri)과 페이스 플레이트 외면[1a(2)]의 곡률 반경(Ro)과의 관계가 Ro ≤ Ri ＋ tc가 되도록 하고, 페이스 플레이트 주변부의 두께(ta)를 중앙부의 두께(tc)와 대략 동등하거나 혹은 그보다도 얇게 할 수 있다.

본 실시예의 패널부(1)의 페이스 플레이트(1a)는 다음과 같은 순서를 거쳐 설계된다.

처음에, 단계 S1에 있어서 페이스 플레이트(1a)의 페이스 플레이트 외면[1a(2)]의 곡률 반경(Ro)을 설정한다.

다음에, 단계 S2에 있어서 페이스 플레이트(1a)의 중앙 부분의 두께(tc)를설정한다.

계속해서, 단계 S3에 있어서 페이스 플레이트(1a)의 주변 부분의 두께(ta)를 상기 단계 S2에 있어서 설정되어 있는 중앙 부분의 두께(tc)와 동등하거나 혹은 그보다 작아지도록 설정한다.

계속해서, 단계 S4에 있어서 상기 단계 S2 및 단계 S3에 있어서 설정된 중앙 부분의 두께(tc) 및 주변 부분의 두께(ta)를 만족하는 페이스 플레이트 내면[1a(1)]의 곡률 반경(Ri)을 설정한다.

이어서, 단계 S5에 있어서 상기 단계 S4 및 단계 S1에 있어서 각각 설정된 페이스 플레이트 내면[1a(1)]의 곡률 반경(Ri) 및 페이스 플레이트 외면[1a(2)]의 곡률 반경(Ro)을 갖는 패널부(1)의 페이스 플레이트(1a)에 대하여 소요 강도 계산을 행한다.

다음에, 단계 S6에 있어서 상기 단계 S5에 있어서 행해진 강도 계산 결과가 소요치 이상이라고 판단된 때는 페이스 플레이트 내면[1a(1)]의 곡률 반경(Ri) 및 페이스 플레이트 외면[1a(2)]의 곡률 반경(Ro)을 갖는 패널부(1)의 페이스 플레이트(1a)의 설계를 완료시키고, 한편 강도 계산 결과가 소요치 이하라고 판단된 때는 상기 단계 S3으로 복귀하여, 다시 단계 S3 이후의 처리가 행해지는 것이다.

이와 같이 하여 얻게 된 패널부(1)의 페이스 플레이트(1a)를 갖는 칼라 음극선관은 페이스 플레이트(1a)의 주변 부분의 두께(ta)가 중앙 부분의 두께(tc)와 대략 동등하거나 혹은 그보다도 얇아지도록 구성되어 있으므로, 화면 주변에서의 광투과율을 화면 중앙에서의 광투과율과 대략 동등하거나 혹은 그보다도 크게 할 수있으므로, 화면 전체의 휘도를 균일에 가깝게 할 수 있다.

이상은 페이스 플레이트 내면 또는 외면이 구면이라고 하는 전제하에서 설명하였으나, 페이스 플레이트 내면 또는 외면이 비구면인 경우에도 당연히 적용할 수 있다.

도3은 패널 페이스 플레이트부가 비구면인 경우의 등가 곡률 반경을 도시한 도면이다.

도3에 예시한 바와 같이, 비구면인 경우, 등가 곡률 반경(RE)을 페이스 플레이트 중앙으로부터의 함몰량(Z)과의 관계로부터 다음 식과 같이 규정한다.

RE = (Z²+ d²)/2Z

비구면 패널의 이점은, 필요한 휘도 설정치에 대해 대각축상, 장축상, 단축상의 패널 두께차를 독립적으로 설정할 수 있는 이점이 있다.

다음에, 도4는 본 발명의 실시예의 칼라 음극선관에 있어서의 패널부(1)의 페이스 플레이트(1a) 부분의 화면 유효 영역의 구성을 도시한 부분 사시 단면도이다.

도4에 있어서, 부호 x는 화면 수평 방향의 축(장축), y는 화면 수직 방향의 축(단축), z는 화면 중앙을 통과하는 장축 및 단축에 직교하는 전자빔 진행 방향의 축(관축), tc는 중앙 부분의 관축 방향의 유리 두께, tx는 장축 방향 주변 부분의 관축 방향의 유리 두께, ty는 단축 방향 주변 부분의 관축 방향의 유리 두께, td는 대각 방향 주변 부분의 관축 방향의 유리 두께, Rix는 내면의 장축 방향의 등가 곡률 반경, Riy는 내면의 단축 방향의 등가 곡률 반경, Rid는 내면의 대각 방향의 등가 곡률 반경, Rox는 외면의 장축 방향의 등가 곡률 반경, Roy는 외면의 단축 방향의 등가 곡률 반경, Rod는 외면의 대각 방향의 등가 곡률 반경이다.

본 실시예의 칼라 음극선관에 있어서의 패널부(1)의 페이스 플레이트(1a) 부분의 화면 유효 영역의 구성은 중앙 부분의 유리 두께(tc), 장축 방향 주변 부분의 유리 두께(tx), 단축 방향 주변 부분의 유리 두께(ty) 및 대각 방향 주변 부분의 유리 두께(td)의 대소 관계를 tc > td > tx의 관계, tc > td > ty의 관계 또는 tc > ty > tx의 관계로 하고 있다. 또, 이들의 관계를 2개 이상 구비한 구성으로 해도 좋다.

각 부분의 유리 두께의 대소 관계를 상기한 바와 같이 구성하기 위해, 내면의 장축 방향의 등가 곡률 반경(Rix), 내면의 단축 방향의 등가 곡률 반경(Riy) 및 내면의 대각 방향의 등가 곡률 반경(Rid)의 대소 관계를 Rix > Rid의 관계, Rix > Riy의 관계 또는 Rid > Riy의 관계로 하고 있다. 또한, 외면의 장축 방향의 등가 곡률 반경(Rox), 외면의 단축 방향의 등가 곡률 반경(Roy) 및 외면의 대각 방향의 등가 곡률 반경(Rod)의 대소 관계를 Rox > Roy의 관계 또는 Rod > Roy의 관계로 하고 있다. 또, 이들의 관계를 2개 이상 구비한 구성으로 해도 좋다.

이와 같이 하여 얻게 된 패널부(1)의 페이스 플레이트(1a) 부분을 갖는 칼라 음극선관은 내면의 대각 방향의 등가 곡률 반경(Rid)을 내면의 장축 방향의 등가 곡률 반경(Rix)보다 작게 하고 있으므로, 이 페이스 플레이트 내면의 곡면 형상에 수반하여 페이스 플레이트 내면에 형성된 형광면에 대향 배치되어 색 선별을 행하는 섀도우 마스크의 곡률 반경도 중앙과 대각 방향 주변 부분의 사이에서 작아진다. 이러한 구성의 음극선관은 섀도우 마스크의 중앙으로부터의 거리가 가장 긴 대각 방향 주변 부분과 중앙 사이에서, 그 곡면의 성형 보유 지지 강도가 강해지므로, 그 곡면이 변형되기 어렵고, 섀도우 마스크의 구멍을 통과하는 전자빔이 형광면에 정상적으로 조사 충돌되게 되어(정상적인 색 선별이 행해지게 되어) 표시 화상의 색순도의 열화를 방지할 수 있다.

또, 대각 방향 주변 부분의 유리 두께(td)를 중앙 부분의 유리 두께(tc)보다 얇은 범위에서, 장축 방향 주변 부분의 유리 두께(tx) 또는 단축 방향 주변 부분의 유리 두께(ty)보다 크게 하고 있으므로, 표시 화상의 휘도가 향상되어 그 휘도의 전체면 균일성이 유지된다.

또한, 내면의 단축 방향의 등가 곡률 반경(Riy)을 내면의 장축 방향의 등가 곡률 반경(Rix) 또는 내면의 대각 방향의 등가 곡률 반경(Rid)보다 작게 하고 있으므로, 이 페이스 플레이트 내면의 곡면 형상에 수반하여 페이스 플레이트 내면에 형성된 형광면에 대향 배치되어 색 선별을 행하는 섀도우 마스크의 곡률 반경도 단축 방향 주변 부분에서 작아진다. 이러한 구성의 음극선관은 섀도우 마스크의 진동, 낙하 등의 충격의 영향을 받기 쉬운 단축 방향 주변 부분에서 그 곡면의 기계적 강도가 강해지므로, 그 곡면이 변형되기 어려워 섀도우 마스크의 구멍을 통과하는 전자빔이 형광면에 정상적으로 조사 충돌되게 되어(정상적인 색 선별이 행해지게 되어) 표시 화상의 색순도의 열화를 방지할 수 있다.

또한, 단축 방향 주변 부분의 유리 두께(ty)를 장축 방향 주변 부분의 유리두께(tx)보다 두껍게 하거나, 또는 내면의 단축 방향의 등가 곡률 반경(Riy)을 내면의 장축 방향의 등가 곡률 반경(Rix) 또는 내면의 대각 방향의 등가 곡률 반경(Rid)보다 작게 하고 있으므로, 단축 방향 주변 부분에서의 유리 밸브(패널 부분)의 진공에 의한 응력 왜곡의 집중이 완화되어 유리 밸브(패널 부분)의 기계적 강도의 열화를 방지할 수 있다.

또한, 내면의 단축 방향의 등가 곡률 반경(Riy)을 내면의 장축 방향의 등가 곡률 반경(Rix) 또는 내면의 대각 방향의 등가 곡률 반경(Rid)보다 작게 하는 것에 더하여, 외면의 단축 방향의 등가 곡률 반경(Roy)을 외면의 장축 방향의 등가 곡률 반경(Rox) 또는 외면의 대각 방향의 등가 곡률 반경(Rod)보다 작게 하고 있으므로, 단축 방향 주변 부분에서의 유리 밸브(패널 부분)의 진공에 의한 응력 왜곡의 집중이 완화되어 유리 밸브(패널 부분)의 기계적 강도의 열화를 방지할 수 있다.

중앙과 주변의 휘도차를 보상하는 방법으로서, 블랙 매트릭스(BM)의 홀 투과율을 중앙보다 주변에서 높이는 방법을 고려할 수 있다.

도5는 도트 타입 형광면의 블랙 매트릭스의 설명도, 도6은 스트라이프 타입 형광면의 블랙 매트릭스의 설명도이다.

여기에서, BM 홀 투과율이라 함은 도5 및 도6에 도시한 바와 같이 흑연(4BM)이 없는 부분의 비율, 즉 빛이 빠져 나갈 수 있는 비율을 말한다. 여기서 PD는 도트 피치로 같은 색의 형광체의 간격을 말한다. 그러나, 종래와 같이 주변에서 유리 두께가 중앙보다도 큰 패널을 사용하면 주변에서의 BM 홀 투과율을 중앙보다 10 % 이상 올리지 않으면 중앙과 주변을 균일에 가까운 휘도로 하는 것은 어렵다. 화면 주변에 있어서 랜딩 여유도(landing tolerance)를 희생하지 않고 BM 홀 투과율을 높이는 수단으로는 화면 중앙보다도 화면 주변에서 도트 피치를 크게 하는 방법이 있다. 그러나, 주변에서 지나치게 도트 피치를 크게 하면 화면 주변에서의 해상도의 열화를 가져온다. 또한 주변에서 홀 투과율을 높이면, 섀도우 마스크 구멍을 통과한 전자빔을 BM의 홀보다도 충분히 크게 할 수 없으므로, 전자빔이 홀 부분을 커버하지 못하는 빔 결함이 발생한다. 이를 방지하기 위해, 섀도우 마스크의 투과율을 높이면 섀도우 마스크 강도가 저하한다고 하는 문제가 발생한다.

도7은, 도트 타입의 섀도우 마스크의 설명도이다.

여기서 섀도우 마스크의 투과율이라 함은 도7에 도시한 바와 같이 섀도우 마스크 구멍(51)의 면적 비율이다.

본 발명은 패널 두께를 패널 주변에서 중앙과 동등 혹은 중앙보다도 얇게 하는 동시에, BM 홀 투과율을 패널 두께와의 관계로 규정하여 랜딩 여유도를 확보하면서 중앙과 주변의 휘도차를 작게 하는 것이다.

그런데, 패널 두께와 BM 홀 투과율을 중앙과 주변에서 동등하게 해도, (1) 형광체 도트의 중량이 화면 중앙보다도 화면 주변에서 작아지는 점과, (2) 형광체로부터의 빛을 반사하는 메탈 백(metal back)의 반사율이 화면 주변에서 저하하는 점 등의 이유에 의해 중앙보다도 주변에서 휘도가 저하한다. 따라서, 패널 두께를 주변에서 약간 얇게 하더라도 BM 홀 투과율은 주변에서 높일 필요가 있는 경우도 있지만, 이 경우에서도 화면 중앙에 대한 화면 주변의 BM 홀 투과율은 110 % 이하로 할 수 있고, 또 패널 두께와 휘도차의 균형에 따라서는 105 % 이하로 할 수 있다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예는 BM 홀 투과율을 주변에 있어서, 중앙보다도 낮게 설정하는 것이다. 또한, BM 홀 투과율을 화면 주변에 있어서 화면 중앙에 비하여 70 % 이상으로 하면 화면 중앙과의 휘도비를 보다 향상할 수 있고, 90 % 이상으로 하면 더욱 좋다. 이에 의해, 중앙과 주변의 휘도차의 해소와 함께 주변에 있어서 필요한 랜딩 여유도를 취할 수 있다. 또, 화면 주변의 BM 홀 투과율이 화면 중앙에 비하여 110 % 이하이면 주변에서의 도트 피치도 중앙에 비하여 110 % 이하로 할 수 있으므로, 주변에 있어서의 해상도의 열화는 그다지 눈에 띄지 않는다. 마찬가지로 화면 주변의 BM 홀 투과율이 화면 중앙에 비하여 105 % 이하이면 주변에서의 도트 피치도 중앙에 비하여 105 % 이하로 할 수 있으므로, 주변에 있어서의 해상도의 열화는 대부분 눈에 띄지 않게 된다. 또한 섀도우 마스크의 투과율을 주변에 있어서 과도하게 올릴 필요가 없어지므로, 혹은 섀도우 마스크 투과율을 주변에 있어서 작게 할 수 있으므로, 섀도우 마스크 강도를 확보할 수 있다.

화면 주변의 BM 홀 투과율이 중앙에 비하여 110 % 이하이면, 섀도우 마스크의 투과율도 중앙에 비하여 110 % 이하로 억제할 수 있다. 섀도우 마스크 강도의 여유도를 고려하면, 화면 주변의 섀도우 마스크 투과율은 화면 중앙보다도 낮은 쪽이 좋다.

다음에, 도8은 본 발명을 설명하기 위한 패널의 평면도이다.

여기에서 페이스 플레이트 주변부라 함은 도8에 도시한 바와 같이 페이스 플레이트 내면[1a(1)]에 피착 형성된 형광막(4)의 형광체 도트 또는 스트라이프에 대응하는 영역, 즉 화상이 표시되는 유효 화면(111)의 주변부인 것이다.

유효 화면 주변은, 도8에 도시한 바와 같이 대각 방향 주변(112), 장축 방향주변(113), 단축 방향 주변(114)으로 대표시킬 수 있다. 일반적으로는, 화면 중앙과의 휘도차가 가장 문제가 되는 것은 대각 주변(112)이며, 계속해서 장축 방향(113), 계속해서 단축 방향(114)이다. 실제로는 제품의 휘도 분포의 요청에 따라서 상기 각 부분의 패널 두께, BM 홀 투과율, 섀도우 마스크 투과율을 설정하면 된다.

컴퓨터 단말기에 사용되는 디스플레이 모니터용 칼라 음극선관 등에서는 콘트라스트를 높이기 위해 패널 유리로서 소위 틴트(tint)(10.6 ㎜의 판두께로 투과율 56.8 %, 파장 546 ㎚의 빛에 의한 측정으로 EIAJ 표준 투과율임)를 사용하는 경우, 또는보다 콘트라스트를 높이기 위해 다크 틴트(dark tint)(10.6 ㎜의 판두께로 투과율 46 %, 파장 546 ㎚의 빛에 의한 측정으로 EIAJ 표준 투과율임)를 사용하는 경우가 많다. 본 발명은 이러한 투과율이 낮은 유리를 사용하는 경우에 특히 유효하다.

또한, 도트 피치가 중앙에서 0.26 ㎜ 이하인 고정밀관에서는 화면 주변에서 전자빔의 형광체로의 랜딩 여유도가 작아, 주변에 있어서의 BM 홀 투과율을 올리기 어렵다. 따라서 본 발명은 이러한 디스플레이 모니터용 칼라 음극선관에 특히 효과가 있다.

또, 화면의 중앙과 주변에서의 휘도차는 대형관에 있어서 쉽게 눈에 띈다. 본 발명은 유효 화면의 대각 방향의 치수가 46 ㎝(19 인치) 이상인 대형 디스플레이 모니터용 칼라 음극선관에 있어서 특히 효과가 있다.

이하에 19 인치의 디스플레이 모니터용 칼라 음극선관에 본 발명을 적용한 예를 나타낸다. 이 경우, 패널 재료는 틴트이다.

중앙 대각 주변

패널 두께 12.5 ㎜ 11.3 ㎜

BM 홀 투과율 42.4 % 39.8 %

섀도우 마스크 투과율 17.6 % 17.1 %

도트 피치 0.26 ㎜ 0.27 ㎜

또, 상기 19 인치의 디스플레이 모니터용 칼라 음극선관에 적용되는 섀도우 마스크는 그 기계적 강도를 향상시키기 위해, 소정의 곡면으로 정형하여 표면에 흑화막(黑化膜)을 피복한 후의 구멍이 있는 부분의 중량을 48 g 이상으로 하고 있다. 이로써, 칼라 음극선관의 낙하, 진동 등의 충격에 의한 섀도우 마스크의 주변 부분의 곡면의 변형을 방지할 수 있다.

다음에, 도9는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 패널의 부분 단면도 이며, (a)는 화면 대각 방향 단면도, (b)는 화면 단축 방향 단면도이다.

화면 중앙과의 휘도비에 있어서, 단축 주변(114)에 있어서는 문제가 되는 일이 적다. 한편, 섀도우 마스크 강도는 단축 주변이 가장 여유도가 작다. 섀도우 마스크 강도는 곡률을 부여함으로써 늘릴 수 있다. 섀도우 마스크 곡면은 패널 내면 곡률에 강하게 영향을 받는 것이다. 이 점에서는 패널 내면의 곡률 반경은 작은 쪽이 좋다. 즉, 화면 대각 주변에 있어서는 패널 두께를 중앙보다도 작게 하고, 화면 단축 주변에 있어서는 패널 두께를 중앙보다 크게 함으로써, 필요한 섀도우 마스크 강도를 유지하면서 중앙과 주변의 휘도차를 작게 할 수 있다. 이 실시예를 도9에 도시한다.

패널 두께가 중앙과 주변에서 대략 동등한 경우라도 종래예에 비교하면 화면 중앙과 주변의 휘도차를 작게 할 수 있다. 이 경우, 화면 주변의 BM 홀 투과율은 화면 중앙에 비하여 70 % 이상, 보다 바람직하게는 90 % 이상으로 하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 BM 홀 투과율은 중앙보다도 주변에서 크게 하는 것이 좋다. 그런데도 종래와 같이, 대각 주변에서 패널 두께가 커지는 경우에 비교하면 휘도비는 개선이 가능해 대각 주변의 홀 투과율을 중앙의 110 % 이하라도 실용적인 휘도차로 할 수 있다.

화면 주변의 홀 투과율이 화면 중앙의 110 % 이하이면, 화면 주변에서 도트 피치를 중앙에 비하여 110 % 이하로 억제할 수 있어 화면 주변에서의 해상도의 열화는 그다지 눈에 띄지 않는다. 마찬가지로 화면 주변의 홀 투과율이 화면 중앙의 105 % 이하이면 화면 주변에서의 도트 피치를 중앙에 비하여 105 % 이하로 억제할 수 있어 화면 주변에서의 해상도의 열화는 거의 눈에 띄지 않게 된다.

다음에, 도10은 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서의 패널의 단면도이며, (a)는 화면 대각 방향 단면도, (b)는 화면 단축 방향 단면도이다.

패널 외면이 편평한 경우, 본 발명의 패널 내면은 대각 방향에서는 도10에 도시한 바와 같이 역방향의 곡률 반경이 된다. 이 경우도 예를 들어 대각 방향은 역방향의 곡률 반경(Rid)으로 하고, 단축 방향은 정방향의 곡률 반경(Riy)으로 하여 섀도우 마스크의 강도를 유지하면서, 중앙과 대각 주변의 휘도비를 축소할 수 있다.

패널 내면이 편평한 경우는 패널 외면에 적당한 곡률을 갖게 함으로써 화면중앙과 대각 주변의 휘도비를 축소할 수 있다.

본 발명에 따르면, 화면 주변에서의 랜딩 여유도를 유지하면서, 화면 중앙과 화면 주변의 휘도차를 저감할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 섀도우 마스크 및 유리 밸브의 기계적 강도를 저하시키지 않고, 화면 중앙과 화면 주변의 휘도차를 저감할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 칼라 음극선관은 대화면의 칼라 텔레비젼이나 고정밀 칼라 디스플레이 모니터에 이용하는 데 적합하다.

Claims (5)

1. 내면에 형광면이 형성되는 페이스 플레이트부를 갖는 패널부와, 내부에 전자총이 장착되는 네크부와, 상기 패널부와 상기 네크부를 연접하는 깔때기부로 이루어지는 유리로 된 밸브로 구성되는 칼라 음극선관에 있어서,

   상기 페이스 플레이트부의 화면 유효 영역의 관축 방향 두께를 중앙부에서 tc, 장축 방향 주변부에서 tx, 대각 방향 주변부에서 td라 했을 때, tc > td > tx의 관계로 하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
2. 내면에 형광면이 형성되는 페이스 플레이트부를 갖는 패널부와, 내부에 전자총이 장착되는 네크부와, 상기 패널부와 상기 네크부를 연접하는 깔때기부로 이루어지는 유리로 된 밸브로 구성되는 칼라 음극선관에 있어서,

   상기 페이스 플레이트부의 화면 유효 영역의 관축 방향 두께를 중앙부에서 tc, 장축 방향 주변부에서 tx라 했을 때, tc > tx의 관계로 하고, 상기 페이스 플레이트부의 내면의 화면 유효 영역의 등가 곡률 반경을 장축 방향에서 Rix, 대각 방향에서 Rid라 했을 때, Rix > Rid의 관계로 하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
3. 내면에 형광면이 형성되는 페이스 플레이트부를 갖는 패널부와, 내부에 전자총이 장착되는 네크부와, 상기 패널부와 상기 네크부를 연접하는 깔때기부로 이루어지는 유리로 된 밸브로 구성되는 칼라 음극선관에 있어서,

   상기 페이스 플레이트부의 화면 유효 영역의 관축 방향 두께를 중앙부에서 tc, 장축 방향 주변부에서 tx, 단축 방향 주변부에서 ty라 했을 때, tc > ty > tx의 관계로 하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
4. 삭제
5. 내면에 형광면이 형성되는 페이스 플레이트부를 갖는 패널부와, 내부에 전자총이 장착되는 네크부와, 상기 패널부와 상기 네크부를 연접하는 깔때기부로 이루어지는 유리로 된 밸브로 구성되는 칼라 음극선관에 있어서,

   상기 페이스 플레이트부의 화면 유효 영역의 관축 방향 두께를 중앙부에서 tc, 단축 방향 주변부에서 ty, 대각 방향 주변부에서 td라 했을 때, tc > td > ty의 관계로 하고, 상기 페이스 플레이트부의 내면의 화면 유효 영역의 등가 곡률 반경을 단축 방향에서 Riy, 대각 방향에서 Rid라 했을 때, Rid > Riy의 관계로 하고, 상기 페이스 플레이트부의 외면의 화면 유효 영역의 등가 곡률 반경을 단축 방향에서 Roy, 대각 방향에서 Rod라 했을 때, Rod > Roy의 관계로 하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.