KR100495514B1 - 음극선관장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관장치에 관한 것으로서, 음극선관의 외관용기(15)의 퍼넬부(13)를 구성하는 대직경 퍼넬부(16)와 소직경의 대략 각추형상 요크부(17)에 있어서, 편향요크(30)가 장착되는 요크부(17)의 네크부 연결 위치(21)에서 대직경 퍼넬부의 경계 위치(22) 근방까지의 요크부 외부면 형상은 직사각형 정도를 나타내는 지표값을 편향 기준 위치에서“α0”, 요크부 전역에서의 상기 지표값의 최소값을 “αmin”으로 할 때,

0.00≤(α0-αmin)≤0.04

의 관계이며, 이것에 의해 각추화 요크부를 갖는 진공 외관용기의 내기압 강도를 충분히 확보할 수 있고, 또 편향전력을 유효하게 저감하여 고휘도화나 고주파 편향에 적합한 음극선관장치로 할 수 있다.

Description

음극선관장치{CATHODE-RAY TUBE}

본 발명은 칼라음극선관 등의 음극선관에 관한 것으로서, 특히 편향전력을 유효하게 저감하고, 진공 외관용기의 내기압 강도를 확보할 수 있는 음극선관장치에 관한 것이다.

음극선관, 예를 들어 칼라수상관은 표시부가 대략 직사각형 형상의 유리제 패널, 이 패널에 연결된 깔대기 형상의 유리제 퍼넬 및 이 퍼넬에 연결된 원통형상의 유리제 네크로 이루어진 진공 외관용기를 갖는다. 또, 상기 네크측에서 상기 퍼넬측에 걸쳐 편향요크가 장착되어 있고, 상기 퍼넬은 상기 네크와의 연결부에서 상기 편향요크가 장착되는 위치까지의 소직경부, 이른바 요크부를 갖는다.

패널의 내면에는 청, 녹, 적으로 발광하는 도트형상 또는 스트라이프형상의 3색 형광체층으로 이루어진 형광체스크린이 설치되고, 이 형광체스크린에 대향하여 그 내측에 다수의 전자빔 통과구멍이 형성된 섀도우마스크가 배치되어 있다. 네크내에는 3전자빔을 방출하는 전자총이 배치되어 있고, 상기 전자빔은 상기 편향요크가 발생하는 수평 및 수직 편향자계에 의해 수평, 수직방향으로 편향되고, 섀도우마스크를 통하여 형광체스크린으로 향하고, 전자빔이 형광체스크린을 수평 및 수직으로 주사하는 것에 의해 칼라 화상이 스크린에 표시되는 구조로 형성되어 있다.

이와 같은 칼라수상관에 있어서, 전자총을 동일 수평면상을 통과하는 일렬 배치의 3전자빔을 방출하는 인라인형으로 하고, 이 전자총에서 방출되는 일렬 배치의 3전자빔을 편향요크가 발생하는 핀쿠션형 수평편향자계와 배럴형 수직 편향자계의 의해 편향하는 것에 의해 특별한 보정수단을 요하지 않고 화면 전체에 걸쳐 일렬 배치의 3전자빔을 집중하는 셀프컨버전스·인라인형 칼라수상관이 널리 실용화되어 있다.

이와 같은 음극선관에서는 편향요크가 큰 전력 소비원이며, 음극선관장치의 소비전력의 저감시에는 이 편향요크의 소비전력을 저감하는 것이 중요하다. 즉, 스크린 휘도를 올리기 위해서는 최종적으로 전자빔을 가속하는 음극 전압을 올리지 않으면 안된다. 또, HD(고선명)TV나 PC(개인용 컴퓨터) 등의 OA기기에 대응하기 위해서는 편향 주파수를 올리지 않으면 안되는데, 이것들은 모두 편향전력의 증대를 초래한다.

한편, 작동자가 음극선관에 접근하여 대응하는 PC등의 OA기기에 대해서는 편향요크에서 음극선관 외부로 누설되는 누설자계에 대한 규제가 강화되어 있다. 이 편향요크에서 음극선관 외부로 누설되는 자계의 저감수단으로는 종래 보상 코일을 부가하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 그러나 이와 같이 보상 코일을 부가하면 그에 따라서 PC의 소비전력이 증대된다.

일반적으로 편향전력의 저감이나 누설자계의 저감에는 음극선관의 네크 직경을 작게 하고, 편향요크가 장착되는 요크부 외부직경을 작게 하여 편향자계의 작용 공간을 작게 하고, 전자빔에 대해 편향자계를 효율적으로 작용하도록 하면 좋다.

그러나, 종래의 음극선관에서는 전자빔이 편향요크가 장착되는 요크부 내면에 접근하여 통과하기 때문에 네크 직경이나 요크부 외부직경을 더 작게 하면 최대 편향각으로 형광체스크린의 대각부로 향하는 전자빔이 요크부 내벽에 충돌하고, 형광체스크린상에 전자빔이 충돌하지 않는 부분이 생긴다. 따라서, 종래의 음극선관에서는 네크 직경이나 요크부 외부직경을 작게 하여, 편향전력을 저감시키는 것이 곤란하다. 또, 요크부 내벽에 전자빔이 계속해서 충돌하면 유리가 녹을 정도로 그 충돌 부분의 온도가 상승하여 파괴될 위험이 생긴다.

이와 같은 문제를 해결하는 수단으로서, 일본 특공소 48-34349호 공보(USP3,731,129호 명세서)에는 형광체스크린상에 직사각형 형상의 래스터를 그리는 경우, 편향요크가 장착되는 요크부 내측의 전자빔의 통과 영역도 대략 직사각형 형상이라는 생각에 기초하여, 도 1a에 도시한 음극선관(113)에 있어서, B-B 내지 F-F 단면을 도 1b∼도 1f에 도시한 바와 같이, 편향요크가 장착되는 퍼넬(103)의 요크부(110)를 네크(104)측에서 패널(102) 방향으로 원형에서 점점 대략 직사각형 형상으로 변화하는 형상으로 한 것이 개시되어 있다.

이와 같이 편향요크가 장착되는 요크부(110)를 각추형상으로 형성하면 편향요크의 장축(수평축:H축) 및 단축(수직축:V축)의 방향의 직경도 작게 할 수 있기 때문에 편향요크의 수평 및 수직 편향 코일을 전자빔에 가깝게 하여 효율적으로 편향하여 편향전력을 저감할 수 있다. 그러나, 이와 같은 음극선관은 편향전력을 효과적으로 저감하기 위해 요크부를 직사각형에 가깝게 하는 만큼 편평화에 의해 생기는 유리의 변형에 의해 진공 외관용기의 내기압 강도가 저하하여 안전성이 손상된다.

또, 현재는 외광의 반사나 화상을 보기 쉽게 하는 것 등이 강하게 요구되고 있기 때문에 패널의 플랫화가 필수로 되어 있지만, 음극선관의 패널면을 플랫화하면 진공강도가 악화되기 때문에 종래 이용되던 요크부를 각추형상으로 한 퍼넬을 그대로 이용해도 안전상 필요한 벌브 강도를 확보할 수 없는 문제가 있다.

종래는 이와 같은 이유에서 편향전력을 충분히 저감하는 만큼 요크부의 단면 형상을 직사각형화할 수 없거나 또는 평탄한 패널에 적용할 수 없을 만큼 대기압 강도가 약한 문제가 있다.

여기서 상기한 요크부를 각추화하는 기술에 대해서 출원인은 1970년경 편향각 110도/네크 직경 36.5mm, 패널 대각 직경 18″, 20″, 22″, 26″와, 편향각 100도/네크 직경 29.1mm, 16″, 20″의 2개의 시리즈를 양산하였다. 당시에는 패널 외부면은 대략 구면이고 패널 외부면의 곡률반경이 스크린 대각 유효 직경의 약 1.7배인 1R관이라는 것에 적용한 것이었다(이하, 1R 각형 요크부관이라고 함). 그러나, 패널 외면 형상이 스크린 대각 유효 직경의 2배 이상의 음극선관에 대해서는 요크부 형상과의 관련이 벌브 강도와의 관계에서 불명확했다.

상기한 바와 같이 최근, 음극선관장치의 편향전력 및 누설자계의 저감이 요구되고 있지만, 이것을 HDTV나 PC 등의 OA기기에서 요구되는 고휘도화, 고주파화를 만족시키면서 실시하는 것은 매우 곤란하다. 종래, 이 편향전력을 저감하는 구조로서, 편향요크가 장착되는 요크부에 네크측에서 패널 방향으로 원형에서 점점 대략 직사각형 형상으로 변화하는 각추형상의 요크부를 형성한 것이 제안되어 있다. 그러나, 종래에는 충분한 내대기압 강도와 충분한 편향전력 저감을 양립시키는 진공 외관용기를 제작하는데는 곤란한 문제가 있었다.

도 1a는 요크부를 각추형상으로 한 종래의 음극선관장치를 개략적으로 도시한 측면도,

도 1b에서 도 1f는 각각 도 1a에 도시된 B-B선 내지 F-F선을 따르는 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 음극선관의 관축을 따르는 상반부의 단면개략도,

도 3은 도 2에 도시한 음극선관에서의 요크부의 관축에 수직인 면의 단면도,

도 4는 도 3에 도시한 형상을 표시할 때의 서식 설명도,

도 5는 도 3에 도시한 직사각형 형상 요크부에 발생하는 응력을 설명하기 위한 도면 및

도 6a 및 도 6b는 편향 중심의 위치를 설명하기 위한 것으로, 패널의 단면도 및 그 평면도이다.

본 발명의 목적은 요크부를 각추화하여도 진공 외관용기의 내기압 강도를 충분히 확보할 수 있고, 또 편향전력을 유효하게 저감하여 고휘도화나 고주파 편향의 요구를 만족하는 음극선관장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 음극선관 외관용기의 퍼넬, 특히 요크부 형상에 착안하여 이루어진 것이다. 퍼넬부는 진공 외관용기의 일부를 구성하고, 내면에 형광체스크린을 갖는 패널부와, 내부에 전자총을 갖는 네크부 사이에 있어서 이것들을 연결하는 외관용기 부분이며, 패널부측의 대직경 퍼넬부(제 1 부분)와 네크부측의 소직경의 대략 각추형상의 요크부(제 2 부분)로 구성된다.

본 발명은 요크부의 관축에 수직인 적어도 하나의 단면의 외면 형상을 스크린의 수직축 방향 및 수평축 방향 사이에 최대가 되는 요크부 외부직경을 갖는 비원형상으로 하고, 수직방향 요크부 외부직경을 “SA”, 수평방향 요크부 외부직경을 “LA”, 최대 요크부 외부직경을 “DA”로 하고, 상기 비원형상에 관해 직사각형 정도를 나타내는 지표값 α를

α=(SA+LA)/(2×DA)

로 할 때, 편향 기준위치에서의 상기 지표값을 “α0”, 상기 요크부 전역에 걸치는 상기 지표값의 최소값을 αmin으로 할 때

0.00≤(α0-αmin)≤0.04

가 되도록 구성한다.

또, 상기 요크부의 편향기준위치로부터 요크부 스크린측단에서의 임의의 직사각형 정도의 지표값을 “αs”로 했을 때, 상기 편향 기준 위치의 직사각형 정도의 지표값 α0에 대해

-0.04≤(α0-αs)≤0.04

가 되도록 요크부를 구성한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 음극선관의 단면을 도시하고, 도 3은 도 2에 도시된 음극선관의 관축에 수직인 단면의 요크부 외면 형상을 도시하고 있다.

도 2에 도시된 음극선관은 그 내면에 형광체스크린(11)이 형성된 패널부(12), 이 패널부(12)에 연결된 깔대기형상의 퍼넬부(13) 및 이 퍼넬부(13)에 연결된 원통형상의 네크부(14)로 이루어진 진공 외관용기(15)를 갖는다. 퍼넬부(13)는 패널부측의 대직경 퍼넬부(16)와 네크부측의 소직경의 대략 각추형상의 요크부(17)의 2부분으로 이루어진다.

또, 단면이 비원(非圓) 형상인 각추형상 자성체 코어부(31)가 그 외측에 배치되고, 수평 및 수직 코일(32, 33)이 그 내측에 배치된 새들-새들(saddle-saddle)형 편향요크(30)가 네크부(14)에서 퍼넬부(13)에 걸쳐 장착되어 있다.

패널 내면에 형성된 형광체스크린(11)은 적, 녹, 청으로 각각 발광하는 복수의 형광체층으로 이루어지며, 또 네크부(14)에는 발광색에 대응한 복수의 전자빔(18)을 방출하는 전자총(19)이 배치되어 있다. 또, 전자총(19)과 형광면 사이의 패널 내측에 프레임에 고정된 색선별 기능을 갖는 섀도우마스크(20)가 배치되고, 전자총(19)에서 방사된 전자빔(18)을 정형하여 특정한 색의 형광체층에 빔스폿을 투영한다.

이 칼라수상관에 있어서, 전자총(19)은 종래와 마찬가지로 3전자빔을 인라인으로 방출하는 인라인형으로 하고, 이 전자총(19)에서 방출되는 일렬 배치의 3전자빔을 비원형상의 코어부(31)를 갖는 편향요크(30)가 발생하는 핀쿠션형 수평 편향 자계와 배럴형 수직 편향 자계에 의해 편향하여 특별한 보정수단을 요하지 않고, 직사각형 형상의 스크린 화면 전체에 걸쳐 일렬배치의 3전자빔(18)을 집중시키고 있다.

또, 도 3에 도시한 요크부의 단면에 있어서, 관축(Z)에서 연장되는 수평방향의 축(H), 수직방향의 축(V), 대각방향의 축(D)에 따른 각각 요크부 외면까지의 거리를 “LA”, “SA”,“DA”라고 하면 각추형상 요크부에서는 수평 및 수직 거리(LA, SA)가 대각 거리(DA) 보다 작고, 결과로서 수평 및 수직축상에 위치되는 편향코일을 전자빔에 가깝게 할 수 있고, 편향전력을 저감할 수 있다. 여기서, 최대직경에 상당하는 대각축 거리(DA)는 스크린의 대각축 방향에 따른 거리이지만, 엄밀히 대각 방향에 일치한 거리에 해당되지 않는 경우도 있다.

도 3에 도시한 요크부의 단면 형상은 상술한 3축을 따르는 거리외에 도 4와 같이 수평축상에 중심을 갖는 반경(Rh)의 원호와 수직축상에 중심을 갖는 반경(Rv)의 원호 및 대각축상 근방에 중심을 갖는 반경(Rd)의 원호로 규정된다. 이 경우에는 원호와 수직, 수평 및 대각 거리로 정해진 곡선을 연결하는 것에 의해 도 3에 도시한 요크부의 단면 형상이 정해진다. 또, 이 단면 형상은 그외에 여러가지 수식을 이용하여 대략 직사각형 형상의 단면으로 정해져도 좋다.

여기서, 도 3에 도시한 요크부 외면의 단면 형상에 관해 수직축 방향 요크부 외부직경을 “SA”, 수평축 방향 요크부 외부직경을 “LA”, 대각축 방향의 요크부 외부직경(최대)을 “DA”로 했을 때 직사각형의 정도를 나타내는 지표값(α)을

α=(SA+LA)/(2×DA)

로 정한다.

여기서, 직사각형의 정도를 나타내는 지표값(α)이라는 것은 이 값이 작아지면 작아질수록 원에 가까운 형상에서 직사각형에 가까운 형상으로 변화하는 정도를 나타내는 지수이다.

종래의 1R 각형 요크부를 갖는 관에 있어서는 직사각형 정도를 나타내는 지표값(α)은 네크부와의 연결 위치에서 α=1.0(원형상)이고, 여기에서 스크린측을 향해서 서서히 감소하여 요크부의 스크린측단에 가까운 위치에서 α는 최소가 되고, 여기서부터 급격히 증가하여 요크부의 스크린측단에서 α=1.0이 되도록 요크부를 형성했다.

그러나, 패널 외면 형상이 패널의 대각 유효직경의 2배 이상의 곡률반경을 갖는 평탄하게 되어 있는 음극선관에 1R 각형 요크부관에서 이용된 요크부를 그대로 이용해도 안전상 필요한 외관용기의 강도를 확보할 수 없는 문제가 있다. 또, 평탄함에 관해서는 도 2에 도시한 바와 같이 패널 중앙(12a)과 패널 대각단(12b)사이의 관축(Z)방향에 따른 네크부측으로의 낙차(d)를 기초로 원에 근사시킨 패널 외면의 평탄도로 나타내고 있다.

외관용기의 강도를 확보할 수 없는 문제와 관련하여 설명하면, 도 5에 도시한 바와 같이 대기압 하중(F)이 부가되는 것에 의해 평탄한 요크부 수평축 근방(115) 및 수직축 근방(116)이 도면중 파선(117)으로 나타낸 방향으로 변형되기 때문에 요크부 수평축 및 수직축 외면에서 압축응력(σh0, σvo)이 생긴다. 그리고, 요크부의 대각축(118) 근방 외면에서는 큰 인장응력(σdo)이 발생하기 때문에 이 요크부의 대각축(118) 근방을 기점으로 균열이 생겨 안쪽으로 파열하기 쉬워진다.

또, 음극선관의 요크부는 네크부에서 스크린측을 향해서 요크부 외부직경이 점점 커지게 되어 있지만, 요크부 외부직경이 클수록 대기압 하중(F)에 의해 도 5의 수평축 근방(115) 및 수직축 근방(116)이 더 크게 변형한다. 그때문에 스크린 대각 유효직경의 2배 이상의 곡률반경을 갖는 평탄한 음극선관에 각형 요크부를 적용하는데는 관축방향의 요크부 길이를 가능한한 단축할 필요가 있다. 그러나, 요크부의 길이를 단축해버리면 편향요크의 설계 자유도가 제약받거나, 또 광각 편향각에서는 편향계 특성면을 고려하면 편향요크 자로(磁路)길이(관축방향 길이)를 연장할 필요가 있기 때문에 그에 따라 벌브의 요크부도 연장하지 않으면 안되는 문제가 있다. 단순히 각추형상 요크부를 갖는 음극선관의 벌브 강도를 향상시키기 위해서는 요크부의 형상을 원추형상으로 되돌리면 좋지만 이것은 편향전력의 저감 효과를 감소시키게 된다.

여기서, 본 발명자들은 여러가지 실험과 검토에 의해 편향전력을 저감하기 위해서는 편향요크의 자성체 코어의 내부직경을 축소하는 것이 중요하다는 것을 발견하였다. 즉, 코어의 스크린측 단부는 전자빔을 편향할 때의 편향 기준 위치(통상 '레퍼런스라인'이라고 함)의 근방에 위치하기 때문에 편향 기준 위치에서의 직사각형화가 편향전력저감에 유효하다. 한편, 요크부의 직사각형화에 의해 진공응력이 증대하는데, 가장 응력이 커지는 것은 요크부의 스크린측 근방의 요크부의 부분이라는 것을 알 수 있다. 즉, 외관용기의 강도면에서 본 경우, 요크부의 스크린측 근방의 직사각형의 정도가 중요하고, 요크부의 스크린측단의 위치에서의 지수값(α)을 편향기준위치의 지수값(α)에 대해 매우 작게 할 수는 없다. 따라서, 현재의 패널 외면의 곡률반경이 스크린 대각 직경의 2배 이상인 플랫한 패널을 사용하여 각형의 형상을 갖는 요크부를 길게 할 경우, 안전한 외관용기 강도를 확보하면서 편향전력의 저감 효과를 유효하게 얻기 위해서는 직사각형 정도를 나타내는 지표값을 편향 기준 위치 근방에서는 충분히 작게 하고, 여기서부터 요크부의 스크린측 단부에 걸친 지수값(α)이 감소하는 정도를 종래의 1R각형관 보다도 작아지도록 요크부를 형성하지 않으면 안된다.

여기서, 편향 기준 위치라는 것은 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이 스크린 대각축(11d)에서 관축(z)의 어떤 점(O)에 직선을 연결한 경우에 2직선이 이루는 각도가 음극선관장치 규정의 최대 편향각(θ)이 되는 관축 위치로 정의된다.

하기 표 1에는 본 발명의 실시예의 각형 요크부의 직사각형의 정도를 나타내는 지표값(α)을 정리하고 있으며, α0은 편향기준위치에서의 요크부 외면 형상의 직사각형 정도를 나타내는 지표값, αmin은 요크부 영역에서의 직사각형의 정도를 나타내는 지표값의 최소값을 나타내고 있다. 또, 외관용기에 발생하는 진공응력의 최대값과 그 경우의 외관용기의 강도를 동시에 나타내고 있다. 여기서, 네크 형상은 대략 원이고, 스크린측을 향해서 급격한 직사각형화는 가능하지 않기 때문에 αmin은 종래의 1R각형 요크관과 마찬가지로 편향기준위치 보다 스크린측의 위치에서 그 값을 취하게 된다. 실시예 1에서는 편향기준위치에서 α0가 0.83으로 충분히 직사각형화되어 있다. “α”는 여기에서 스크린측을 향해서 서서히 감소하여 최소값(αmin=0.78)을 취하고 있으며, 이 차분(α0-αmin)은 0.05이다. 이 경우, 최대 진공응력은 1350psi이고, 안전상 필요한 외관용기 강도를 확보하기 위한 응력값 1200psi을 크게 초과하고 있다.

실시예 2에서는 α0가 실시예 1과 동일하지만, αmin은 0.80으로 하여 편향 기준 위치에서 스크린측을 향해 α의 감소 정도를 작게 했다. 이 경우, 차분(α0-αmin)이 0.03((α0-αmin)=0.03)으로 되어 최대 진공응력은 1140psi로 억제되며, 그 결과 안전한 외관용기 강도를 확보할 수 있다. 이상에 의해 최대 진공응력을 1200psi로 하기 위해서는 (α0-αmin)은 0.04정도로 하면 좋다.

또, 종래의 1R 각형 요크관에 있어서는 실시예 1과 마찬가지로 (α0-αmin)이 0.05 이상이고, 플랫도가 높은 패널을 이용한 경우, 편향전력의 유효한 저감과 외관용기 강도를 양립할 수 있는 형상으로 되어 있지 않다.

관종류	α0	αmin	(α0-αmin)	최대진공응력[psi]	외관용기 강도
실시예 1	0.83	0.78	0.05	1350	×
실시예 2	0.83	0.80	0.03	1140	○

상술한 바와 같이 직사각형의 정도를 나타내는 지표값(α)은 편향기준위치로부터 스크린측에서 최소값을 취하지만, 1R각형 요크관과 같이 요크부의 스크린측의 단변 근방에서 급격하게 원형상으로 되돌리면 편향전력의 저감효과가 작아지는 것은 당연하지만, 외관용기의 강도면에서도 바람직하지 않다. 따라서, 편향 기준 위치로부터 요크부 스크린측에서 지표값의 최대값을 취하는 것도 어느정도 제약받고, 편향 기준 위치에서의 지표값(α0)과 그 최대값의 차는 편향기준위치와 최소값의 차와 같은 정도인 0.04이하로 하는 것이 바람직하다.

이상을 정리하면 수직 방향 요크부 외부직경을 “SA”, 수평방향 요크부 외부직경을 “LA”, 최대 요크부 외부직경을 “DA”로 하고, 직사각형 정도를 나타내는 지표값(α)을

α=(SA+LA)/(2×DA)

로 할 때, 편향 기준위치에서의 상기 지표값을 “α0”, 요크부 전역에서의 상기 지표값의 최소값을 “αmin”으로 할 때,

0.00≤(α0-αmin)≤0.04

가 되도록 요크부를 형성한다.

또, 요크부의 편향 기준 위치로부터 요크부 스크린측단에서의 임의의 직사각형 정도를 나타내는 지표값을 “αs”로 했을 때, 편향 기준 위치의 직사각형 정도를 나타내는 지표값(α0)에 대해

-0.04≤(α0-αs)≤0.04

로 하는 것에 의해 편향전력의 저감효과를 유지하면서, 또 외관용기의 기계적 강도를 확보한 형상으로 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

외관용기의 관축(Z)을 포함하는 종단면에서의 외면 형상은 퍼넬부(13)에서 네크부(14)에 걸쳐 대직경 퍼넬부(16)에서 외관용기 바깥쪽으로 볼록하고, 요크부(17)에서 오목한 대략 S자 곡선으로 형성되며, 대직경 퍼넬부(16)와 요크부(17)의 경계 위치는 같은 곡선의 변곡점(22)을 갖고 있다. 즉, 변곡점(22)은 관축(Z)상에 좌표(z)를 정하고, 관축을 포함하는 스크린 대각축(D)방향의 종단면에서의 관축(Z)과 퍼넬부(13) 외면의 근접 거리를 “rd(z)”로 하며, rd(z)를 좌표(z)로 2차 미분하면, 그 값이 0이 되는 위치로서 정해진다. 요크부(17)는 네크부(14)와의 연결위치(21)에서 변곡점(22)까지의 관의 부분에 해당된다.

또, 이 음극선관에서는 상기 편향요크(30)가 장착되는 요크부(17)의 단면이 대략 각추형상(관축에 수직인 단면으로 비원형상)으로 형성되고, 편향요크(30)도 대략 각추형상 요크부(17)를 따르는 각추형상(적어도 관축에 수직인 단면의 내면이 비원형상)으로 형성되어 있다. 여기서, 자성체 코어부(31)는 수평 편향 코일(32)을 내측에, 수직편향코일(33)을 외측에 고정하는 통형상의 합성수지 프레임(34)의 조립체의 외측을 둘러싸며 고정되어 편향요크를 구성하고 있다.

편향요크(30)는 네크부(14)에서 요크부(17)에 걸쳐 장착되고, 편향요크의 스크린측의 단테두리(수평편향코일의 권선의 단테두리)(23)가 퍼넬부의 변곡점(22)의 근방에 위치하도록 장착되어 있다. 이때문에 편향 기준 위치(24)는 변곡점(22) 보다도 네크부측에 위치한다.

이 실시예에 있어서, 이 편향기준위치(24)에 대응하는 요크부 위치에서 변곡점(22), 즉 대직경 퍼넬부(16)의 경계 위치까지의 관축에 따른 형상을 다음과 같이 특정한다.

도 3에 본 발명의 각추형상 요크부(17)를 관축에 수직인 단면으로 잘랐을 때의 도면이 도시되어 있지만, 이 도 3에 있어서 관축(Z)에서 요크부 외면까지의 거리를 요크부 외부직경으로 할 때, “SA”는 수직축 방향 요크부 외부직경, “LA”는 수평축방향 요크부 외부직경, “DA”는 대각축 방향(최대) 요크부 외부직경을 나타내며, 대략 직사각형 형상의 단면을 갖고 있다.

편향 기준 위치(24)에 대응하는 위치의 요크부의 직사각형 단면 형상은 DA=30.0mm, LA=27.3mm, SA=22.4mm이며, 직사각형 정도를 나타내는 지표값은

α0=0.83

으로 되어 있다.

또, 요크부(17)내에서의 지수값(α)의 최소값은 편향기준위치 보다 스크린측에 있고, 이 위치에 대응하는 요크부의 직사각형 단면 형상은 DA=61.3mm, LA=53.3mm, SA=44.3mm이며, 직사각형 정도를 나타내는 지표값은

αmin=0.80

으로 되어 있다.

이와 같이, 요크부(17)의 직사각형 정도의 지표(α)는 편향기준위치(24)에서 α=0.83으로 되어 있고, 편향 기준위치(24)와 대직경 퍼넬부의 경계 위치(22)의 중간부 부근에서 최소값 αmin=0.80으로 되어 있다. 그리고, 여기서부터 “α”는 다시 증가하여 대직경 퍼넬부와의 경계 위치(22)에서 α는 0.82로 되어 있다. 즉, 0.00≤(α0-αmin)≤0.04이며, 요크부의 편향기준위치(24)에서 요크부의 스크린측단까지의 임의의 지표값을 “αs”로 한 경우 -0.04≤(α0-αmin)≤0.04가 되도록 요크부를 구성하고 있다.

이 실시예는 종래의 원추형상의 요크부를 갖는 음극선관에 비해 수평편향전력을 약 20%, 누설자계를 대략 반정도 줄이고, 외관용기에 발생하는 진공응력값은 1140psi이며, 안전한 진공외관용기 강도를 확보할 수 있다.

본 발명에 따른 요크부 형상에 의하면 요크부를 각추화해도 진공 외관용기의 내기압 강도를 충분히 확보할 수 있고, 또 편향전력을 유효하게 저감하여 고휘도화나 고주파 편향의 요구를 만족하는 음극선관으로 할 수 있다.

Claims (2)

1. 패널부와 퍼넬부를 관축을 따라 형성하여 이루어지는 진공외관용기와 편향요크를 구비하는 음극선관장치로서, 상기 패널부는 적어도 대략 직사각형상의 형광체 스크린을 내면에 가지고, 상기 퍼넬부는 상기 패널부와 네크부간에 배치되고 상기 패널부와 상기 네크부에 연접되며 상기 패널부측에 위치하는 대직경 퍼넬부와 상기 네크부측에 위치하는 대략 각뿔 형상의 소직경 요크부로 되고, 상기 편향요크는 상기 소직경 요크부에서 상기 네크부에 걸친 상기 진공외관용기의 외면에 배치되고 상기 전자총에서 방출되는 전자빔을 대략 직사각형상 스크린 영역에 편향주사하는 수평편향코일, 수직편향코일 및 자성체 코어를 갖는 음극선관장치에 있어서,

   상기 진공외관용기의 관축을 따른 관축좌표(z)를 취하고, 상기 관축을 포함하는 스크린의 대각축을 따른 단면에 있어서, 상기 관축과 상기 퍼넬부 외면의 근접거리를 rd(z)로 하면, 외면이 네크부로부터 퍼넬부에 걸쳐 있는 변곡점을 갖는 곡선을 이루고, 상기 변곡점이 상기 rd(z)의 상기 z에 대한 2차 미분이 0가 되는 점에 있어서, 상기 소직경 요크부와 상기 대직경 퍼넬부와의 경계위치에 상당하고,

   상기 대략 직사각형상 스크린 대각축단과 상기 관축 상의 편향기준위치를 연결하는 직선이 관축과 이루는 각이 음극선관의 편향각의 1/2에 상당하고,

   상기 관축에 수직인 단면에 있어서 관축과 상기 소직경 요크부 외면과의 간격을 상기 소직경 요크부 외부지름으로 할 때, 적어도 하나의 단면은 상기 스크린의 수직축 방향 및 수평축 방향의 사이에 최대가 되는 상기 소직경 요크부 외부지름을 갖는 비원형상을 이루고,

   수직방향의 상기 소직경 요크부 외부지름을 SA, 수평방향의 상기 소직경 요크부 외부지름을 LA, 최대 소직경 요크부 외부지름을 DA로 하고, 상기 비원형상에 관해 직사각형 정도를 나타내는 지표값(α)을 α=(SA+LA)/(2×DA) 로 할 때,

   상기 편향기준위치에 있어서 상기 지표값을 α0, 상기 소직경 요크부 전역에 걸쳐 상기 지표값의 최소값을 αmin으로 할 때,

   0.00 ≤ (α0 - αmin) ≤ 0.04

   인 것을 특징으로 하는 음극선관장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소직경 요크부의 편향기준위치로부터 요크부 스크린측 단에 있어서 임의의 관축위치에서의 직사각형 정도의 지표값을 αs로 했을 때, 상기 편향기준위치의 직사각형 정도의 지표값(α0)에 대해

   -0.04 ≤ (α0 - αs) ≤ 0.04

   인 것을 특징으로 하는 음극선관장치.