KR100481319B1 - 칼라 음극선관용 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면형 칼라음극선관에 관한 것으로, 콘트라스트를 향상시키기 위하여 광 투과율이 낮은 글라스를 사용하고, 이에 따라 나타나는 휘도 균일성 저하 현상 및 진공 강도를 향상시키기 위하여 패널 글라스의 구조를 최적화 하고자 하는 칼라 음극선관 구조에 관한 것이다.

본 발명의 목적을 이루기 위해서는 내면에 스크린을 갖는 패널과, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 및 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공을 갖고 있는 새도우마스크를 포함하는 칼라음극선관에 있어서, 상기 패널은 중앙부 광 투과율이 40~75%이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 대각 끝단 두께(Td)가 1.4~1.9이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 장축 끝단 두께(Tx)가 1.4~1.6이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 단축 끝단 두께(Ty)가 1.6~1.8인 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 음극선관용 패널{A Panel for Color CRT}

본 발명은 평면형 칼라음극선관에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 콘트라스트를 향상시키기 위하여 패널에 광 투과율이 높은 종래의 클리어글라스를 대신하여 광 투과율이 낮은 글라스를 사용하고, 이에 따라 나타나는 휘도 균일성 저하 현상 및 진공 강도를 향상시키기 위하여 패널 글라스의 구조를 최적화 하고자 하는 패널 구조에 관한 것이다.

일반적으로 평면형 칼라음극선관은 도 1에 도시된 바와 같이 내면 곡률을 가지는 패널(2)과, 상기 패널에 봉착되는 콘 형상의 펀넬(3)로 하나의 튜브를 형성하고, 상기 펀넬의 네크부(4)에는 전자빔(5)을 방출시키기 위한 전자총(6)이 삽입되며, 상기 패널은 펀넬과 프리트 글라스에 의해 봉착된다. 또한, 상기 패널과 펀넬로 형성된 튜브 내에는 색선별 작용을 하는 섀도우 마스크(8)가 패널 내면 곡률과 유사한 곡률을 가지고 패널 내면과 일정 간격을 가지도록 설치되며, 섀도우 마스크를 지지하기 위해 프레임(9)이 이용되며, 상기와 같이 결합된 섀도우 마스크와 프레임 결합체는 프레임에 결합된 스프링(10)에 의해 패널에 장착된 스터드핀(11)에 결합되어 튜브 내에 유지되며, 외부 자계에 의한 전자빔의 이동을 줄여주기 위해 자성체로 만들어진 인너쉴드(12)가 고정스프링(14)에 의해 프레임에 결합되어 유지되고, 전자총에서 방출되는 전자빔을 패널 내면에 형성된 형광면(7)전면에 방출되도록 하기 위해 전자빔을 편향시키는 편향요크(13)가 네크부에 장착된다. 상기 튜브가 외부 충격에 의해 깨어진 파편에 의해 인체에 상해를 입히는 것을 막기 위해 패널의 주위에 보강 밴드(15)를 장치하고, 상기 패널은 상하의 외부 금형이 겹쳐져 패널의 외형을 형성하면 일정한 양의 유리물이 외형의 금형 속으로 투입되고, 전자빔이 타격 될 형광체가 도포되는 패널의 내면을 형성하는 내부 금형이 외부 금형과 일정한 간격을 유지하고 상하 방향으로 열융착하여 패널을 성형한다.

또한, 종래와 같이 칼라브라운관 패널의 외면이 평면인 경우, 외부의 충격에 대하여 쉽게 파손이 되지 않게 하기 위하여 패널의 두께를 중앙 부위 보다 주변 부위를 두껍게 만들었다.

상기와 같은 이유로 패널의 중앙 부위의 글라스 두께 대비, 주변 부위 글라스 두께가 2배 이상이 되는 패널을 사용하는데 이러한 글라스의 중앙과 주변부위의 두께차이로 인하여 패널의 광 투과율을 종래의 외면이 평면이 아닌 칼라음극선관의 패널의 광 투과율을 50%이하로 가져갈 경우, 스크린 주요 품질인 휘도 균일성(Brightness Uniformity)차이가 심하여, 이를 개선하고자 패널의 광 투과율을 75%이상인 클리어 글라스를 사용하는 것이 일반적이었다. 그러나 상기와 같은 패널의 광 투과율이 75%이상인 클리어 글라스를 사용하여도 스크린 상에서의 전자빔이 타격하여 발광되는 부분과 발광되지 않는 부분의 휘도 및 외부광에 따라서 반사되는 반사광의 차이인 콘트라스트(Contrast)가 급격히 작아지게되는 문제점이 나타났다.

종래에는 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 패널 글라스 외면에 착색제가 함유된 코팅을 하거나, 착색제가 포함된 필름을 부착시킴으로써 콘트라스트를 향상시키고자 하였다. 그러나 이와 같은 착색코팅이나 필름 부착은 칼라 음극선관 제조에 있어 공정을 추가하고, 부품을 추가함으로써 가격상승 및 칼라 텔레비전 판매자나 구매자의 취급 부주의로 인한 칼라음극선관 패널 외부의 스크라치(Scratch) 발생으로 인한 많은 문제를 가져 왔다.

상기와 같은 문제점을 착색코팅이나 필름 부착없이 다른 기술적 수단으로 해결하고자 하는 선행기술이 대한민국 공개특허공보- 공개번호 특2000-0051256호 및 동 공개번호 특2000-0032161호 등에 다수 제안되어 있다.

상기 예시한 선행기술의 기술적 해결 수단인 구성을 살펴보면, 패널의 수직축과 만나는 장변의 두께(Tv)와 수평축과 만나는 단변의 두께(Th)와 패널의 중앙부의두께(Tc)가 0.75≤(Th-Tc)/(Td-Tc)≤0.85의 범위와 0.75≤(Tv-Tc)/(Td-Tc)≤0.85

의 범위와 중앙부 두께(Tc)와 대각방향의 두께(Td)의비를 Td/Tc≤2인 범위로 하고, 0.75≤Tv/Td≤0.93인 범위, 0.75≤Th/Td≤0.85인 범위로 하여 섀도우 마스크의 강도 및 편향에 의한 화면 왜곡의 문제점을 개선시킬 목적으로 구성되어 있다. 그러나 상기와 같은 기술적 수단은 상기 문제점을 좀더 개선시킬 수는 있지만 콘트라스트에 대해서는 고려하지 않고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 종래 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 패널의 광 투과율이 낮은 글라스를 사용하고, 이에 따라 나타나는 휘도 균일성(Brightness Uniformity) 저하 및 진공강도 등을 향상시킴과 동시에 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 평면형 음극선관을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1의 기술적 해결수단은, 내면 곡률이 특정값을 가지고 있는 패널과, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 및 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공을 갖고 있는 새도우 마스크를 포함하는 칼라음극선관에 있어서, 상기 패널 글라스의 중앙부 광 투과율이 40~75%의 범위와, 상기 패널 중앙부위 두께보다 주변 부위 두께를 더 크게 하여 웨지율이 1.4~2.0이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 대각 끝단 두께(Td)가 1.4~1.9이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 장축 끝단 두께(Tx)가 1.4~1.6이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 단축 끝단 두께(Ty)가 1.6~1.8인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2의 기술적 해결수단은, 내면 곡률이 특정 값을 가지고 있는 패널과, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 및 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공을 갖고 있는 새도우마스크를 포함하는 칼라음극선관에 있어서, 상기 패널의 중앙부 광 투과율이 40~75%이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 대각 끝단 두께(Td)가 1.4~1.9이고, 중앙부에서 장축부위로 1/2지점에서의 단축 대표 곡률인 Rh에 대하여 단변부 끝단의 대표 곡률인 Rx의 비가 2.1 ≤Rx/Rh ≤2.9이고, Rh≤2400R인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 패널 구조에 관한 것이다.

상기 패널구조는 디스플레이의 콘트라스트를 향상시키기 위하여 종래의 광 투과율이 높은 클리어 글라스 대신에 중앙부 광 투과율이 40~75%정도인 글라스를 사용하고, 패널의 중앙부 두께에 대하여 패널 대각 끝단 두께의 비가 1.4~1.9인 것을 만족하도록 한다.

그러나 상기와 같은 패널을 사용한 경우 화면 중앙의 휘도를 확보하기 위하여 패널 중앙의 두께가 얇아져야하고, 화면 주변부의 휘도 균일성(Brightness Uniformity)을 확보하기 위하여 패널 대각 유효화면 끝단의 두께도 얇아져야 한다.

다시 말하면, 음극선관의 휘도를 확보하기 위해서는 패널 중앙부 두께가 13mm이하가 되어야 하고, 웨지율은 1.9이하가 되어야 휘도 균일성(B/U)을 위한 최소 코너 두께를 결정할 수 있다. 이에 따라 패널의 진공강도 및 마스크의 구조적 강도를 해결해야 하는 문제점이 수반된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 도 2에서 보는 바와 같이 패널의 중심부위의 두께를 To, 패널의 대각 끝단의 두께를 Td, 패널의 단축 방향 끝단의 두께를 Ty, 패널의 장축 방향 끝단의 두께를 Tx라고 할 경우, 다음과 같은 식을 만족하도록 하였다.

식

1.10 ≤ Td/Ty ≤ 1.20 ------------------(1)

1.15 ≤ Td/Tx ≤ 1.40 ------------------(2)

1.40 ≤ Tx/To ≤ 1.60 ------------------(3)

1.60 ≤ Ty/To ≤ 1.80 ------------------(4)

상기 식(1)에서 1.1 ≤ Td/Ty ≤ 1.2는 패널의 장변부 웨지율을 나타낸 것이다. 장변부의 웨지율이 1.2보다 큰 경우에는 패널의 단축 방향 끝단의 두께(Ty)가 얇아짐에 따라 패널 글라스에 걸리는 진공 응력이 Ty위치에 집중되어 외부 충격에 대하여 쉽게 파손될 수 있는 위험이 있다.

도 3은 패널의 단축 방향 끝단의 두께에 대하여 대각 끝단의 두께비(Td/Ty)값에 따른 Ty위치에서의 진공 응력을 나타낸 것이다.

도 3에서 보는바와 같이 진공응력이 10Mpa이상일 경우 외부 충격에 의하여 파손될 위험이 크다. 또한, 도 4에서 Td/Ty의 값이 1.1보다 작으면 성형된 마스크(Formed Mask) 장변부 곡률이 평편해지고 대각 곡률반경의 변곡지점이 발생하여 드롭(Drop)특성이 14G 이하로 되어 외부 충격에 의한 마스크 변형이 쉽게 발생 될 수 있는 문제를 발생시킨다.

도 4는 Td/Ty에 따른 마스크 드롭(Drop)특성을 나타낸 것으로서 낙하시험에 의하여 마스크 변형으로 인한 스크린 손상의 정도를 말한다.

상기 식 (2)에서 Td/Tx는 패널의 단변부 웨지율을 나타낸 것이다. 상기 단변부 웨지율은 휘도 균일성(Brightness Uniformity) 및 진공응력, 성형된 마스크(Formed Mask)형상과 관계가 있는데, 이와 같은 관계는 다음과 같은 값의 범위를 갖을 때 특정현상이 일어나게 된다.

Td/Tx의 값이 1.4보다 큰 경우 장축 끝단부(Tx)에 대하여 대각 끝단부(Td)의 휘도가 낮아 휘도 균일성(B/U)이 저하되는 현상이 나타나고, 이로 인하여 장축 끝단부 보다 대각 끝단부가 많이 어둡게 보이는 현상이 발생한다.

다음 표1은 Td/Tx 대비 장축 끝단부와 대각 끝단부의 휘도 차이를 나타낸 것이고, 도 5는 표 1를 그래프화 한 것이다.

표 1

Td/Tx	휘도차(%)
1.8	36.2
1.7	42.1
1.6	47.5
1.5	51.3
1.4	57.2
1.3	64.5
1.2	76.7
1.1	85.4

상기 표1에서 두 지점의 휘도차가 50% 이상일 경우 시청자가 화면을 볼 경우 그 차이를 뚜렷하게 느끼게 된다.

또한, 패널의 단변부에 응력 집중현상이 발생하여 외부 충격에 약해진다.

그리고 Td/Tx의 값이 1.15보다 작으면 단변부가 평편해지므로, 성형된 마스크(Formed Mask) 곡면 형상에서 장축 끝단부와 대각 끝단부의 단차가 작아져, 성형된 마스크(Formed Mask)성형성이 떨어지고, 음파 등 진동에 의하여 마스크가 떨려서 화면이 흔들리는 현상인 하울링(Howling)특성이 심하게 나타난다.

상기 식(3)에서는 Tx/To의 값이 1.40보다 작으면 마스크의 x축 변화율이 작아지기 때문에 성형성 및 하울링등 구조 강도가 약해진다. Tx/To의 값이 1.60보다 큰 경우 마스크의 단변부가 평편 하여지므로, 상기 또한 마스크 단변부의 성형성 및 구조강도가 나빠진다.

상기 식(4)에서 Ty/To의 값이 1.8보다 큰 경우, 장변부의 두께가 두꺼워짐에 따라서 로공정에서 두께차이에 의한 온도차이로 파손 발생률이 높으며, Ty/To의 값이 1.6보다 작으면, 단축 내면 곡률이 작아짐에 따른 마스크 강도 약화로 드롭(Drop)특성 저하와, 단축 끝단부 두께가 얇아짐에 따른 진공응력 악화로 외부충격에 따른 파손의 발생이 우려된다.

또한, 본 발명의 경우 도 2에서 보는 바와 같이 중앙부 단축 대표 곡률을 Ro, 중앙부에서 장축 부위로 1/2지점에서의 단축 대표 곡률을 Rh, 단변부 끝단의 대표 R를 Rx라고 할 때, 아래의 식을 만족하도록 한다.

식 Rh≤2400R, 2.1≤Rx/Rh≤2.9

상기 식에서 Rh가 2400보다 큰 경우, 패널 내면의 곡률이 평편해지므로, 유효화면에 수직선 구현시 중심쪽으로 왜곡되어 나타나는 현상인 인너핀(Inner pin)이 커지게 되어 화면이 찌그려져 보이며, Rx/Rh의 값이 2.9보다 큰 경우 성형된 마스크 (Formed Mask)곡면 형상에서의 장축 끝단부와 대각 끝단부의 단차가 작아져 마스크 성형성이 떨어지고, 하울링(Howling) 특성에도 불리하게 된다. 또한 Rx/Rh의 값이 2.1보다 작으면 인너핀(Inner pin)에 불리하게 된다.

상기 패널의 Tx, Ty, Td의 비는 마스크의 유효화면 끝단에서 중앙부에 대하여 장축부, 단축부, 대각의 곡률차이를 Z단차라 하고, 중앙과 장축 끝단과의 곡률차이를 Zpx, 중앙과 단축 끝단과의 곡률차이를 Zpy, 중앙과 대각 끝단과의 차이를 Zpd라고 할 때, 다음 식을 만족하도록 한다.

식 0.65 ≤Zpx/Zpd ≤0.75 이고, 0.30 ≤Zpy/Zpd ≤0.40

상기와 같은 범위를 만족하도록 한 이유는 마스크의 구조 강도와 인너핀 현상을 감안하여, 마스크의 품질인 하울링이나 드롭현상을 최적화 되도록 한 것이다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서와 같이 본 발명은 평면형 칼라 음극선관의 패널에 광 투과율이 낮은 글라스를 사용하고, 이에 따라 나타나는 휘도 균일성(Brightness Uniformity) 저하 및 진공강도 등을 향상시키기 위하여 패널 글라스의 구조를 최적화함으로써 콘트라스트를 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 칼라음극선관의 개략도.

도 2는 본 발명의 패널 구조도.

도 3은 패널 단축방향 끝단의 위치에서의 진공응력을 나타낸 도.

도 4는 마스크 드롭 특성을 나타낸 도.

도 5는 패널 단축 끝단부와 대각 끝단부의 휘도 차이를 나타낸 도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 음극선관 2: 패널

3: 펀넬 4: 네크부

5: 전자빔 6: 전자총

7: 형광면 8: 섀도우 마스크

9: 프레임 10: 지지스프링

11: 스터드핀 12: 인너쉴드

13: 편향 요크 14: 고정스프링

15: 보강 밴드 16: 러그(LUG)

Claims (7)

1. 내면에 스크린을 갖는 패널과, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 상기 펀넬의 네크부에 삽입되어 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총, 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공을 갖고 있는 새도우마스크를 포함하는 칼라음극선관에 있어서,

   상기 패널은 중앙부 광 투과율이 40~75%이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 대각 끝단 두께(Td)가 1.4~1.9이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 장축 끝단 두께(Tx)가 1.4~1.6이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 단축 끝단 두께(Ty)가 1.6~1.8인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 패널은 패널 단축 끝단 두께(Ty)에 대하여 패널 대각 끝단 두께(Td)가 1.1~1.2인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 패널은 패널 장축 끝단 두께(Tx)에 대하여 패널 대각 끝단 두께(Td)가 1.15~1.4인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널.
4. 내면에 스크린을 갖는 패널과, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 상기 펀넬의 네크부에 삽입되어 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총, 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공을 갖고 있는 새도우마스크를 포함하는 칼라음극선관에 있어서,

   상기 패널의 중앙부 광 투과율이 40~75%이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 대각 끝단 두께(Td)가 1.4~1.9이고, 중앙부에서 장축부위로 1/2지점에서의 단축 대표 곡률인 Rh에 대하여 단변부 끝단의 대표 곡률인 Rx의 비가 2.1 ≤Rx/Rh ≤2.9이고, Rh≤2400R인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 패널은 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 장축 끝단 두께(Tx)가 1.4~1.6이고, 패널 중앙부 두께(To)에 대하여 패널 단축 끝단 두께(Ty)가 1.6~1.8인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 패널은 패널 단축 끝단 두께(Ty)에 대하여 패널 대각 끝단 두께(Td)가 1.1~1.2이고, 패널 장축 끝단 두께(Tx)에 대하여 패널 대각 끝단 두께(Td)가 1.15~1.4인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 패널은 중앙과 장축 끝단과의 곡률차이인 Zpx, 중앙과 단축 끝단과의 곡률차이인 Zpy, 중앙과 대각 끝단과의 곡률 차이인 Zpd가 0.65 ≤Zpx/Zpd ≤0.75 이고, 0.30 ≤Zpy/Zpd ≤0.40인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 패널.