KR100547973B1 - 투사형표시장치용냉매압력조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관의 화상을 광학계를 통하여 스크린에 확대 투사하여 대화면을 표시하는 음극선관을 이용한 투사형 표시장치에 있어서 음극선관으로부터 발생하는 열을 냉각하기 위한 냉매의 압력변화를 조절하도록 한 냉매의 압력 조절장치에 관한 것이다.

본 발명의 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치는 공기실을 마련함과 아울러 다수의 홀들이 형성되는 하우징과, 온도변화에 따라 변형되는 열탄성부재와, 열탄성부재에 연동되어 홀들을 개폐함으로써 공기실과 냉매간의 유로를 개폐하는 밸브부재와, 밸브부재의 구동을 안내하는 가이딩부재와, 밸브부재에 복원력을 가하는 탄성부재를 구비한다.

본 발명에 따른 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치는 음극선관을 이용한 투사형 표시장치에 있어서 외부 수증기가 냉매로 유입됨을 방지함과 아울러 온도가 상승함에 따라 냉매의 체적팽창으로 인한 냉매의 누액을 방지함으로써 냉매의 압력을 효과적으로 조절할 수 있게 된다.

Description

투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치{Regulating Apparatus Of Coolant Pressure For Projection Type Display}

본 발명은 투사형 표시장치에 관한 것으로, 특히 음극선관의 화상을 광학계를 통하여 스크린에 확대 투사하여 대화면을 표시하는 음극선관을 이용한 투사형 표시장치에 있어서 음극선관으로부터 발생하는 열을 냉각하기 위한 냉매의 압력변화를 조절하도록 한 냉매의 압력 조절장치에 관한 것이다.

음극선관을 이용한 투사형 표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube : 이하 "CRT"라 함)에 의해 결상된 화상을 스크린에 확대 표시하는 표시장치이다. 이 음극선관을 이용한 투사형 표시장치는 도 1 및 도 2에서와 같이, 화상을 표시하기 위한 CRT(1)와, CRT(1)로부터의 화상을 스크린(5)으로 전반사 시키기 위한 반사미러(4)와, CRT(1)에 표시된 화상을 반사미러(4) 쪽으로 안내하기 이한 투사렌즈(3)를 구비한다. 시청자는 스크린(5)에 확대되어 표시되는 화상을 보게 된다. CRT(1)는 통상 7인치 또는 9인치 크기로 사용되며 CRT(1)에 맺혀지는 유효 화상의 크기는 4인치에서 6인치 정도로 된다. 반사미러(4)는 세트의 깊이방향 크기를 줄이기 위해 사용된다. CRT(1)와 투사렌즈(3)는 커플러(Coupler)(2)에 의해 일체화된다. 일체화된 CRT(1), 커플러(2) 및 투사렌즈(3)는 "렌즈-CRT 어세이"라 한다. 커플러(2)는 도 3에서와 같이 CRT(1)로부터의 열을 냉각하기 위한 냉매(8)와, 냉매(8)가 봉입되는 커플러 하우징(9)과, 냉매(8)의 열팽창에 대비하기 위한 압력 조절부재(6)를 구비한다. 냉매(8)는 자연대류와 전도로써 CRT(1)의 형광면(1a)으로부터 발생된 열을 방열하게 된다. 냉매(8)는 방열의 목적을 위해 사용됨과 아울러 무색 투명한 유체이므로 그 자체로서 하나의 렌즈 역할을 하게 된다. 냉매(8)는 통상, 친수성이 매우 강한 에칠렌글리콜과 글리세린의 혼합물로 된다. 렌즈 설계시에는 굴절율이 온도의 함수이므로 냉매(8)의 온도가 고려되어야만 한다. 압력 조절부재(6)는 실리콘 러버(Silicon rubber)나 EPDM 등의 탄성부재로 이루어진다. 이 압력 조절부재(6)는 공기실로 대신될 수 있다. 압력 조절부재(6)가 실리콘 러버나 EPDM 등의 합성고무로 이루어진 경우 재질 자체가 자외선과 CRT(1)에서 방출되는 엑스레이(X-Ray)와의 광화학 반응에 의한 오존 분위기에서 경화되는 문제점이 초래된다. 아울러, 인위적으로 고무풍선에 채워진 가스를 빼내지 않고 방치한 경우에도 고무풍선에서 수소 가스가 빠지는 것과 같이 합성고무는 고유한 가스 투과율을 지니고 있는 문제점이 있다. 이는 압력 조절부재(6)가 합성고무로 이루어지게 되면 압력 조절부재(6)를 통하여 수증기가 친수성이 강한 냉매(8)에 흡수됨으로써 냉매(8)의 수분율을 증가시킴을 의미한다.

도 4는 실리콘러버와 EPDM을 압력 조절부재(6)로서 렌즈-CRT 어세이에 적용한 경우, 냉매(8)의 수분율 증가율을 나타낸다. 도 4에 있어서, 수평축은 시간의 변화를, 수직축은 시간변화에 따라 냉매(8)에 포함되는 수분율을 나타낸다. 실험은 상대습도 95%에서 실시되었다. 특성도에서 알 수 있는 바, 시간이 지남에 따라 압력 조절부재(6)를 통하여 냉매(8)로 유입되는 수증기는 냉매량을 증가시켜서 장시간 사용할 때 냉매(8)의 누액을 유발하기도 한다. 한편, 압력 조절부재(6) 대신 공기실을 두는 경우 상온에서도 공기실로 냉매(8)가 자연증발되어 증기압을 유발시키는 또 다른 문제점이 발생된다. 이 또한 냉매(8)가 누액될 수 있음은 당연하다.

따라서, 본 발명의 목적은 CRT를 이용한 투사형 표시장치에 있어서 냉매의 압력을 효과적으로 조절하도록 한 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치를 제공 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치는 공기실을 마련함과 아울러 다수의 홀들이 형성되는 하우징과, 온도변화에 따라 변형되는 열탄성부재와, 열탄성부재에 연동되어 홀들을 개폐함으로써 공기실과 냉매간의 유로를 개폐하는 밸브부재와, 밸브부재의 구동을 안내하는 가이딩부재와, 밸브부재에 복원력을 가하는 탄성부재를 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치의 분해 사시도를 나타내고 도 6은 도 5에 도시된 부품들이 조립되어 완성된 냉매 압력 조절장치의 종단면도를 나타낸다.

도 5 및 도 6의 구성에서 본 발명에 따른 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치는 온도에 따라 변형이 일어나는 열탄성부재(21)와, 하우징(26)과 캡(27)에 의해 마련된 공기실(22)과, 열탄성부재(21)에 연동되어 공기실(22)과 냉매간의 유로를 개폐하기 위한 밸브(23)와, 밸브(23)의 구동을 안내하기 위한 다수의 가이드핀(24)과, 밸브(23)에 복원력을 가하기 위한 코일 스프링(25)을 구비한다. 하우징(26)은 원통형으로 이루어져 그 저면에는 다수의 홀들(26a)이 형성된 환형요면이 존재하게 된다. 캡(27)은 개방된 하우징(27)의 상면을 차폐하게 된다. 이 캡(27)은 가스 투과율이 매우 작은 물질로 이루어진다. 열탄성부재(21)는 밸브(23)를 지지하여 자신에게 가해지는 온도가 높게 되면 굽혀지게 되고 온도가 낮아지게 되면 펴지게 된다. 이를 위하여, 열탄성부재(21)로는 바이메탈(Bimetal)이 사용될 수 있다. 열탄성부재(21)는 하우징(26)의 환형요면에 수납되어 홀들(26a)을 덮게 된다. 이 열탄성부재(21)는 도면에서와 같이 십자형의 형상을 가질 수 있지만 이 외에도 다양한 모양과 크기로 이루어질 수 있다. 밸브(23)는 환형판 형상을 가지게 된다. 다수의 가이드핀(24)은 밸브(23)와 하우징(26) 저면을 관통한다. 코일 스프링(25)은 밸브(23)의 상면에서 가이드핀(24)에 끼워지게 됨으로써 밸브(23)에 복원력을 가하게 된다.

도 7은 본 발명의 냉매 압력 조절장치는 CRT를 이용한 투사형 표시장치에 적용됨으로 나타내는 것으로써, 본 발명의 냉매 압력 조절장치는 렌즈-CRT 어세이에 조립된다. 도 7에 있어서, 도 3에 도시된 부품들과 동일한 기능을 가지는 부품들에 대하여는 동일한 도면부호를 붙이고 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 냉매 압력조절장치는 커플러 하우징(9)에 체결되어 냉매(8)의 온도에 따라 냉매(8)와 공기실(22) 간의 유로를 형성하거나 차단하게 된다. 이를 상세히 하면, 냉매 온도가 상온(25℃)을 유지할 때(즉, CRT가 구동되지 않으므로 투사형 표시장치가 사용되지 않고 있을 때) 열탄성부재(21)는 도 8과 같이 곡률이 작은 상태를 유지하게 되어 밸브(23)는 하우징(26)의 환형요면을 차폐하게 된다. 이 때, 밸브(23)에는 스프링(25)에 의한 예압력이 가해지게 된다. 이에 따라, 공기실(22)과 냉매(8) 간의 유로는 차단하게 되어 냉매(8)는 화살표로 나타낸 바와 같이 홀들(26a)을 통하여 공기실(22)로 증발될 수 없음은 물론 외부로부터의 수증기가 홀들(26a)을 통하여 냉매(8)에 유입될 수 없게 된다. 이와 달리, 투사형 표시장치가 사용되어 CRT(1)가 구동되므로써 냉매(8)의 온도가 상승하게 될 때 열탄성부재(21)는 도 9와 같이 냉매(8)의 온도가 상승함에 따라 자신에게 전달되는 온도가 상승하게 되어 큰 곡률로 굽혀지게 된다. 그러면 열탄성부재(21)의 변형에 따른 탄성력이 스프링(24)의 복원 탄성력보다 커지게 되며 밸브(23)는 열탄성부재(21)에 의한 탄성력으로 가이드핀(24)을 따라 수직상승하게 된다. 이에 따라, 홀들(26a)을 통하여 화살표처럼 공기실(22)과 냉매(8) 간의 유로가 형성된다. 이 유로를 따라 냉매(8)는 공기실(22)에 유입되어 온도 상승에 따른 냉매(8)의 체적 팽창을 보상하게 된다. 이 때, 공기실(22)은 캡(27)에 의해 밀폐되어 있으므로 외부로부터 수증기 등의 가스가 유입되지 않는다. 투사형 표시장치의 구동이 중단되어 CRT(1)가 턴오프되면 냉매(8)의 온도가 내려가게 되고 냉매(8)의 체적은 축소되며 동시에 열탄성부재(21)의 곡률이 작아지게 되어 도 8과 같이 냉매(8)와 공기실(22) 간의 유로는 밸브(23)에 의해 차단된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치는 CRT를 이용한 투사형 표시장치에 있어서 외부 수증기가 냉매로 유입됨을 방지함과 아울러 온도가 상승함에 따라 냉매의 체적팽창으로 인한 냉매의 누액을 방지함으로써 냉매의 압력을 효과적으로 조절할 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

도 1은 종래의 음극선관을 이용한 투사형 표시장치를 나타내는 종단면도.

도 2는 도 1에 도시된 음극선관을 이용한 투사형 표시장치의 횡단면도.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 렌즈-음극선관 어세이를 상세히 나타내는 종단면도.

도 4는 종래 시간의 변화에 따른 냉매의 수분 증가율을 나타내는 특성도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치를 나타내는 분해 사시도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치의 종단면도.

도 7은 도 6에 도시된 냉매 압력 조절장치가 렌즈-음극선관 어세이에 적용되는 것을 나타내는 종단면도.

도 8은 음극선관이 구동되지 않는 경우 본 발명의 냉매 압력 조절장치의 동작을 나타내는 종단면도.

도 9는 음극선관이 구동되는 경우 본 발명의 냉매 압력 조절장치의 동작을 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 음극선관 2 : 커플러

3 : 투사렌즈 4 : 반사미러

5 : 스크린 6 : 압력 조절부재

7 : 방열캡 8 : 냉매

9 : 커플러 하우징 21 : 열탄성부재

22 : 공기실 23 : 밸브

24 : 가이드핀 25 : 코일 스프링

26 : 하우징 26a : 홀

27 : 캡

Claims (3)

1. 공기실을 마련함과 아울러 다수의 홀들이 형성되는 하우징과,

   소정의 기준온도 이상이나 이하로 온도가 변화됨에 따라 변형되는 열탄성부재와,

   상기 열탄성부재에 연동되어 상기 홀들을 개폐함으로써 상기 공기실과 냉매간의 유로를 개폐하는 밸브부재와,

   상기 밸브부재의 구동을 안내하는 가이딩부재와,

   상기 밸브부재에 복원력을 가하는 탄성부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 열탄성부재는 바이메탈인 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 열탄성부재는 자신에게 가해지는 열이 상기 소정의 기준온도보다 높게 되면 큰 곡률로 굽혀지게 되고,

   자신에게 가해지는 열이 상기 소정의 기준온도보다 낮게 되면 낮은 곡률로 펴지게 되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치용 냉매 압력 조절장치.