KR100489612B1 - 평면형 컬러음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면형 칼라음극선관에 관한 것으로서, 특히 평면 패널 및 새도우 마스크의 구조를 개선하여 열처리 공정에서의 로내 파손을 줄임과 동시에 무게를 감소시켜 동일 관종 대비 경량화, 원가를 절감할 수 있도록 하는 평면형 컬러음극선관에 관한 것이다.

본 발명에 따른 평면형 컬러음극선관은 외면이 실질적으로 평면에 가깝고, 내면은 일정 곡률을 가지며, 상기 내 외면에 대략 수직으로 연장하는 스커트를 구비한 장방형 패널, 상기 패널 내면에 도포된 소정의 형광체를 발광시키도록 색 선별해 주는 새도우 마스크, 상기 패널의 스커트 실에지부와 결합하는 펀넬, 상기 패널의 스커트 외면에 장착되어 패널이 대기압에 견딜 수 있는 구조강도를 갖도록 하는 보강밴드를 포함하는 구성으로 이루어진 유효면이 670~712mm 사이인 평면형 컬러음극선관에 있어서, 상기 패널의 유효면 대각부 끝단의 두께를 Tf라고 한 경우, 다음식, 25.0mm ≤ Tf ≤ 27.0mm을 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 패널의 CFT를 조절하여 동일 사이즈 관종 대비 유효면 사이즈는 동일하면서 패널의 무게를 감소시키고, 특히 코너부의 절대 두께를 감소함으로 인하여, 전체적으로 평면음극선관의 무게를 경량화하고, 패널의 구조개선으로 인하여 로 내의 열 파손을 저감시키는 효과가 있다.

Description

평면형 컬러음극선관{Flat Type Color Cathode Ray Tube}

본 발명은 평면형 칼라음극선관에 관한 것으로서, 특히 평면 패널 및 새도우 마스크의 구조를 개선하여 열처리 공정에서의 로내 파손을 줄임과 동시에 무게를 감소시켜 동일 관종 대비 경량화, 원가를 절감할 수 있도록 하는 평면형 컬러음극선관에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 컬러음극선관의 구성을 나타내는 개략 단면도로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같이 패널(1)과 펀넬(2)이 결합되고, 패널(1)의 내면은 소정의 발광역할을 하는 형광면과, 상기 형광면을 발광시키는 전자빔(11)의 근원인 전자총(8)과 소정의 형광체를 발광시키도록 색을 선별해 주는 새도우 마스크(3)와, 상기 새도우 마스크(3)를 지지하는 메인프레임(5)으로 구성된다.

상기 새도우 마스크(3)가 장착된 메인프레임(5)을 패널(1)에 결합되도록 해주는 스프링(6)과, 음극선관이 동작 중에 외부 지자기에 영향을 적게 받도록 차폐 역할을 해주는 인너쉴드(7)가 메인프레임(5)에 고정된 상태로 고 진공으로 밀폐되어 있다.

도 1에서 보여지는 바와 같이 컬러음극선관의 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 펀넬(2)의 네크(10)에 내장된 전자총(8)에서 전자빔(11)이 음극선관에 인가된 양극전압에 의해서 패널(1) 내면에 형성되어 있는 형광면을 타격하게 되는데, 이 때 상기 전자빔(11)은 형광면에 도달하기 전 편향요크(9)에 의해서 상하, 좌우로 편향되어 화면을 이루게 된다.

그리고, 이러한 음극선관은 고 진공으로 되어 있기 때문에 외부의 충격에 쉽게 폭죽이 일어날 수 있으므로 이것을 방지하기 위해서 패널(1)이 대기압에 견딜 수 있는 구조 강도를 갖도록 설계한다. 또한, 패널(1)의 스커트 외면에 보강밴드(12)를 장착하여 고 진공 상태의 음극선관이 받는 응력을 분산, 내충격 성능을 확보하고 있다.

이러한, 종래의 음극선관은 크게 패널(1)과 펀넬(2)로 구성되어지고, 펀넬(1)의 네크(10) 부분에 전자총(8)을 삽입, 배기 공정을 통해 진공상태를 만들고 봉입된다.

여기서, 벌브가 진공상태로 되었을 때, 패널(1)과 펀넬(2)은 상당한 인장, 압축력을 받게 된다. 이러한 현상으로 인해, 패널(1)의 스크린의 특정한 위치에 과도한 인장응력 값이 나타나게 된다.

현재, 패널(1)은 대형화 및 평면화 되는 추세이다. 도 2a 및 도 2b는 각각 내, 외면이 모두 곡률을 갖는 패널 형태와 외면은 거의 곡률을 갖지 않는 평면형 패널 형태를 나타내는 것으로서, 동 도면에서 보여지는 바와 같은 패널(1)은 두께를 두껍게 형성되는데, 이는 패널(1)의 중량이 커져 패널(1)의 제조원가가 높아지고, 메인 프레임(5) 등의 부품들의 대형화로 인해 불리해지는 문제점이 발생한다.

도 3은 좌측에 외면이 곡률을 갖지 않는 평면형 패널은 몰드매치라인에서 실에지라인까지의 거리(OMH)가 우측의 비 평면형 패널보다 크게 형성된다.

이와 같은 종래의 평면형 패널은 전체적인 두께가 증가함으로써, 로 내에서 패널(1)의 열전도 차이로 인하여 내, 외면의 열 변화에 대한 패널(1)의 한계 응력이 넘어 기본적으로 파손에 대한 한계를 가지고 있는 구조이다.

특히, 내외면 평면화는 내외면 모두 동일하게 평면화되기 때문에 패널(1)의 방폭 특성은 상대적으로 약화될 수밖에 없다.

이러한, 문제를 해결하기 위해서는 패널(1)의 두께를 두껍게 해야하나, 이는 스크린 특성 측면에서 패널(1)의 두께가 두꺼워지면 휘도가 떨어지게 되고, 떨어진 휘도를 증가시키기 위해서는 형광체 폭을 증가시켜야 한다.

그러나, 이와 같이 제한된 유효화면 사이즈 내에서 형광체 폭을 증가시키기 위해서는 형광체와 형광체를 구분하는 블랙매트릭스(BM) 폭을 좁게 하는데, 이는 색순도 저하를 초래하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 평면 패널의 구조를 개선하여 열처리 공정에서의 로내 파손을 줄임과 동시에 무게를 감소시켜 동일 관종 대비 경량화, 원가절감 효과를 갖도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 패널 두께를 축소함으로써, 휘도 및 휘도 균일성(B/U)이 개선되도록 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평면형 컬러음극선관은 외면이 실질적으로 평면에 가깝고, 내면은 일정 곡률을 가지며, 상기 내 외면에 대략 수직으로 연장하는 스커트를 구비한 장방형 패널, 상기 패널 내면에 도포된 소정의 형광체를 발광시키도록 색 선별해 주는 새도우 마스크, 상기 패널의 스커트 실에지부와 결합하는 펀넬, 상기 패널의 스커트 외면에 장착되어 패널이 대기압에 견딜 수 있는 구조강도를 갖도록 하는 보강밴드를 포함하는 구성으로 이루어진 유효면이 670~712mm 사이인 평면형 컬러음극선관에 있어서,

상기 패널의 유효면 대각부 끝단의 두께를 Tf라고 한 경우, 다음식, 25.0mm ≤ Tf ≤ 27.0mm을 만족하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 패널의 센터 외면에서 수직한 내면까지의 패널 두께를 CFT라고 한 경우, 다음 식, 10.0mm ≤ CFT ≤ 12.0mm을 만족하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 패널의 중앙부와 주변부의 두께 비인 웨지율을 Pw라고 한 경우, 다음 식, 222% ≤ Pw ≤ 250%을 만족하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 새도우 마스크의 두께를 Tm라고 한 경우, 다음식, 0.19mm ≤ Tm ≤ 0.23mm을 만족하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 새도우 마스크는 Fe - Ni(30~40%)합금 또는 Fe - Ni(28~40%) - Co(1~7%)합금 재질을 사용하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 패널의 중앙부의 광 투과율을 Tco라고 하는 경우, 다음 식, 80% ≤ Tco ≤ 82%를 만족하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 패널의 유효면 대각부 끝단의 광 투과율을 Tce라고 하는 경우, 다음 식, 68% ≤ Tce ≤ 70%를 만족하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보강밴드의 두께를 Tb라고 하는 경우, 다음 식, 1.1mm ≤ Tb ≤ 1.8mm을 만족하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보강밴드의 형상에 길이방향의 비드가 적어도 1개 이상 포함되도록 하고, 또한, 상기 보강밴드와 패널의 몰드 매치라인이 접합되는 위치에 비드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 패널의 유효화면 사이즈와 패널 내면곡률을 나타내는 개략 사시도 이고, 도 5는 본 발명에 따른 평면형 패널의 설계 인자들을 나타낸 개략도 이며, 도 6의 (a)는 종래의 보강밴드 구조를 나타낸 개략도 이고, (b)는 본 발명에 따른 보강밴드 구조를 나타낸 개략도 이다.

도면의 설명에 앞서, 본 발명의 평면형 컬러음극선관(이하, FCD라 칭함)은 외면이 실질적으로 평면에 가깝고, 내면은 일정 곡률을 가지며, 상기 내 외면에 대략 수직으로 연장하는 스커트를 구비한 장방형 패널(1), 상기 패널(1) 내면에 도포된 소정의 형광체를 발광시키도록 색 선별해 주는 새도우 마스크(3), 상기 패널(1)의 스커트 실에지부와 결합하는 펀넬(2), 상기 패널(1)의 스커트 외면에 장착되어 패널(1)이 대기압에 견딜 수 있는 구조강도를 갖도록 하는 보강밴드(12)를 포함하는 구성에 있어 종래와 동일한 구성으로 이루어지고, 이에, 종래와 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 설명하도록 한다.

도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이 동 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 FCD 패널은 패널(1) 센터 중앙부에서의 두께 CFT, 유효면 대각부 끝단의 두께 Tf, 패널(1) 내면의 곡률 값, 즉 상기 유효화면의 대각 축 상의 단면 곡률 반경 Rd를 대표 값으로 나눈 값(Rd/(1.767*대각유효면 거리) Rz와 같은 설계 인자들을 갖는다.

여기서, 상기 CFT는 패널(1)의 무게와 X-레이 투과율을 고려하여 설계해야 하고, 패널(1)의 유효화면 끝단의 두께 Tf, 유효화면의 대각 축 상의 단면 곡률 반경 Rd를 대표 값으로 나눈 값 Rz는 패널(1)의 무게, 제조공정 중의 열 공정 파손, 패널(1)의 진공 응력을 고려하여 설계하여야만 한다.

일반적으로 컬러음극선관은 전자총(8)에 의한 전자빔(11)의 방출로 인하여 X-레이 선이 패널(1)을 뚫고 나오게 되는데, 이 때의 X-레이 양은 미미한 것이지만 안전을 위하여 상한 치를 규격으로 정해놓고 있다.

예를 들어, 본 발명에 따른 유효면이 670~712mm 사이인 FCD 패널의 경우, 패널(1)의 센터 외면에서 수직한 내면까지의 패널(1) 두께 CFT를 10.0mm ≤ CFT ≤ 12.0mm이 되도록 형성하는데, 만약, CFT 절대값이 10.0mm이하가 될 경우 엑스레이 선의 안전을 보장할 수가 없게 된다.

또한, 본 발명에서는 패널(1)의 유효면 대각부 끝단의 두께를 Tf라고 할 때, 25.0mm ≤ Tf ≤ 27.0mm이 되도록 형성하는데, 이는, 패널(1)의 유효면 대각부 끝단의 두께인 Tf를 25.0mm보다 작게 할 경우, 주변부 패널(1)에 걸리는 진공 응력이 커져서 패널(1)의 안전 특성인 방폭 특성이 불리해지며, Tf를 27.0mm보다 크게 할 경우, 로 내에서 패널(1)의 열전도 차이로 인하여 내, 외면의 열 변화에 대한 패널(1)의 한계 응력이 넘어 기본적으로 파손에 불리해 지기 때문이다.

상기와 같은 본 발명은 종래의 CFT의 두께가 두꺼워서 발생하였던, 휘도 특성을 개선하였을 뿐만 아니라, 패널(1)의 두께를 축소하여 열처리 공정에서의 로 내 파손을 줄임과 동시에 무게를 감소시켜 경량화, 원가절감 효과를 가져왔다.

그리고, 주변부의 두께를 중앙부 두께 대비 효과적으로 축소하게 됨으로써, 웨지율 Pw를 222% ≤ Pw ≤ 250%이 되도록 하여, 휘도 균일성(B/U)을 개선할 수 있게 되었다.

또한, 본 발명에서는 중앙부의 패널(1) 투과율을 Tco라고 할 때, 80% ≤ Tco ≤ 82%이 되도록 형성하는데, 이는, 중앙부의 패널(1) 광 투과율이 80%보다 작게 될 경우, 휘도 저하로 인한 문제가 발생되며, 82%보다 크게 될 경우, 성형과정에서 생성된 작은 이물들이 표면으로 드러나는 문제가 발생하기 때문이다.

본 발명은 또한, 주변부의 패널(1) 투과율을 Tce라고 할 때, 68% ≤ Tce ≤ 70%이 되도록 형성하였는데, 이로서, 주변부의 블랙매트릭스를 축소하지 않고도 휘도 균일성을 50%이상 확보하게 되었으며, 블랙매트릭스 축소로 인한 색 순도 저하를 개선하였다. 참고로 바이어들의 요구하는 휘도 균일성은 47%이상 수준이다.

그리고, 새도우 마스크(3)를 형성함에 있어서, 종래 기술의 경우 일반적으로 0.25mm이상 두께의 인바(invar)재질을 사용하였으나, 본 발명에서는 마스크 곡률 최적화를 통하여 마스크(3)의 두께 Tm를 0.19mm ≤ Tm ≤ 0.23mm이 되도록 형성하는데, 이처럼, 새도우 마스크(3)의 두께를 기존 대비 작게 형성함으로써, 새도우 마스크(3) 슬롯 형성 시, 사용되는 에칭공정이 용이하여, 새도우 마스크(3)의 두께 축소로 인한 원가 인하 및 작업성으로 인한 가격인하가 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는 패널(1)의 진공 응력 집중을 줄여주기 위해 사용되는 보강밴드(12)의 두께 Tb를 1.1mm ≤ Tb ≤ 1.8mm이 되도록 형성하는데, 이는, 보강밴드(12)의 두께를 1.1mm보다 작게 하는 경우, 보강밴드(12)의 장력이 약하게 되어 패널(1)의 응력을 충분히 풀어주지 못하여 안정성에 문제가 발생하게 되고, 1.8mm보다 크게 하는 경우, 보강밴드(12)의 장력은 충분하여 안정성에는 문제가 없으나, 보강밴드(12)의 원가 상승 및 생산 수율이 상대적으로 떨어지게 되기 때문이다.

그리고, 본 발명은 도 5에서와 같이 기존의 일자형 밴드 대비 보강밴드(12)에 비드(12a)를 형성함으로써, 두께 축소로 인하여 발생하는 장력의 안정성 문제를 해결하였다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명은 패널의 CFT를 조절하여 동일 사이즈 관종 대비 유효면 사이즈는 동일하면서 패널의 무게를 감소시키고, 특히 코너부의 절대 두께를 감소함으로 인하여, 전체적으로 평면음극선관의 무게를 경량화하고, 패널의 구조개선으로 인하여 로 내의 열 파손을 저감시키는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 패널 생산에 있어서 생산성의 증대로 인하여 제조단가를 절감하는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 CFT의 축소로 인하여 화면의 밝기가 개선되어 음극선관의 휘도품위를 개선하는 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 새도우 마스크 및 보강밴드의 두께를 축소함으로써, 이로 인한 원가 인하 및 생산성 수율향상으로 인한 가격 인하와 경량화를 이루는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 컬러음극선관의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도.

도 2a 및 2b는 각각 외면 곡률을 갖는 패널과 곡률이 거의 없는 평면 패널 구조를 나타낸 개략도.

도 3은 평면형 패널과 곡률 패널의 스커트부 구조를 나타낸 개략도.

도 4는 패널의 유효화면 사이즈와 패널 내면곡률을 나타내는 개략 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 평면형 패널의 설계 인자들을 나타낸 개략도.

도 6의 (a)는 종래의 보강밴드 구조를 나타낸 개략도 이고, (b)는 본 발명에 따른 보강밴드 구조를 나타낸 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 패널 2: 펀넬

3: 새도우 마스크 5: 메인프레임

6: 스프링 7: 인너쉴드

8: 전자총 9: 편향 요크

10: 네크 11: 전자빔

12: 보강밴드

Claims (10)

1. 외면이 실질적으로 평면에 가깝고, 내면은 일정 곡률을 가지며, 상기 내 외면에 대략 수직으로 연장하는 스커트를 구비한 장방형 패널, 상기 패널 내면에 도포된 소정의 형광체를 발광시키도록 색 선별해 주는 새도우 마스크, 상기 패널의 스커트 실에지부와 결합하는 펀넬, 상기 패널의 스커트 외면에 장착되어 패널이 대기압에 견딜 수 있는 구조강도를 갖도록 하는 보강밴드를 포함하는 구성으로 이루어진 유효면이 670~712mm 사이인 평면형 컬러음극선관에 있어서,

   상기 패널의 유효면 대각부 끝단의 두께를 Tf라고 한 경우, 다음식, 25.0mm ≤ Tf ≤ 27.0mm을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 패널의 센터 외면에서 수직한 내면까지의 패널 두께를 CFT라고 한 경우, 다음 식, 10.0mm ≤ CFT ≤ 12.0mm을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 패널의 중앙부와 주변부의 두께 비인 웨지율을 Pw라고 한 경우, 다음 식, 222% ≤ Pw ≤ 250%을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 새도우 마스크의 두께를 Tm라고 한 경우, 다음식, 0.19mm ≤ Tm ≤ 0.23mm을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 새도우 마스크는 Fe-Ni계 합금이나 Fe-Ni-Co계 합금을 사용하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 패널의 중앙부의 광 투과율을 Tco라고 하는 경우, 다음 식, 80% ≤ Tco ≤ 82%를 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 패널의 유효면 대각부 끝단의 광 투과율을 Tce라고 하는 경우, 다음 식, 68% ≤ Tce ≤ 70%를 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 보강밴드의 두께를 Tb라고 하는 경우, 다음 식, 1.1mm ≤ Tb ≤ 1.8mm을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 보강밴드의 형상에 길이방향의 비드가 적어도 1개 이상 포함된 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 보강밴드와 패널의 몰드 매치라인이 접합되는 위치에 비드가 형성되는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.