KR100554420B1 - 칼라 음극선관 - Google Patents

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KR100554420B1
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Abstract

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명의 칼라 음극선관은 내면에 형광면을 갖는 패널과, 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 펀넬의 네크부에 장착되어 형광면을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 패널 내면의 형광면에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 패널은 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 100000mm이고, 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이를 OAH, 패널 중심부의 두께를 CFT, 패널의 대각 유효화면 사이즈를 USD라 할 때, 1.0 ≤ (OAH*CFT)/USD ≤ 1.5이다.
따라서, 본 발명에 의하면 음극선관 패널 및 펀넬의 구조를 변형하여 음극선관의 경량화에 따른 제조비용을 절감하고, 음극선관 제조 공정 중 열공시 파손율을 낮춰 수율을 향상시킬 수 있고, 음극선관 패널 및 펀넬의 구조를 최적화함으로써 관 내부의 진공응력을 줄이고, 동시에 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않는 내충격성을 확보할 수 있다. 또한, 음극선관 동작시 발생되는 X선을 효과적으로 차단하여 인체에 악영향을 끼치지 않는 효과가 있다.
진공응력, 경량화, 패널, X선

Description

칼라 음극선관 {Color Cathode Ray Tube}
도 1은 종래 기술에 따른 칼라 음극선관의 구조를 개략적으로 나타낸 도.
도 2는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 칼라 음극선관의 패널과 펀넬이 결합된 글라스에 가해지는 응력 분포를 개략적으로 나타낸 도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관의 패널 형상을 나타낸 도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패널과 펀넬이 실링되어 이룬 음극선관의 각 위치에 따른 명칭, 길이 및 두께를 설명하기 위한 도.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 음극선관의 패널 형상에 따른 웨지율을 설명하기 위한 도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관의 패널 장, 단변부와 대각부의 외면에 형성된 곡률 형상을 나타낸 도.
***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****
1: 패널 2: 펀넬
3: 새도우 마스크 4: 형광면
5: 편향요크 6: 전자빔
7: 메인 프레임 8: 서브 프레임
9: 스프링 10: 이너쉴드
11: 마그네트 12: 보강밴드
13: 네크부
본 발명은 음극선관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음극선관의 경량화에 따른 제조비용을 절감하고, 음극선관 제조 공정 중 열공시 파손율을 낮춰 수율을 향상시킬 수 있는 칼라 음극선관에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 칼라 음극선관의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 칼라 음극선관은 내 측면에 R, G, B 형광물질이 도포되어 형광면(4)이 형성되며 전면부에는 방폭수단이 고정되어 있는 패널(1)과, 패널의 후단에 융착된 콘 형상의 펀넬(2)과, 펀넬의 네크부(13)에 삽입되어 전자빔(6)을 방사하는 전자총과, 전자빔(6)을 편향시키는 편향요크(5)와, 패널의 내측에 일정한 간격을 두고 장착되어 전자빔(6)이 통과하도록 다수의 구멍이 형성된 새도우마스크(3)와, 새도우마스크가 패널 내면과 일정한 간격을 유지하며 고정 지지하는 메인프레임(7) 및 서브프레임(8)과, 상기 프레임과 패널을 연결 지지하는 코너스프링(9)과, 음극선관 동작시 외부 지자기의 영향을 적게 받도록 차폐하는 이너쉴드(10)와, 패널의 측면부 둘레에 설치되어 외부 충격을 방지하는 보강밴드(12)와, 전자빔이 소정의 형광체에 정확히 타격 되도록 진행궤도를 수정해 주는 마그네트(Magnet)(11)가 편향요크 후면에 부착되어 구성된다.
이와 같은 구조를 갖는 칼라 음극선관에 있어서, 패널과 펀넬이 결합되어 이루어진 글라스의 제작공정은 크게 전 공정과 후 공정으로 구분된다. 전 공정은 패 널의 내면에 형광체를 도포하여 형광면을 형성하는 과정이고 후 공정은 다음과 같이 여러 공정으로 이루어진다. 먼저, 형광면이 형성되고 내부에 마스크 어셈블리가 내장된 패널과 실면에 프리트가 도포된 펀넬이 고온의 노공정에서 접합되는 실링(Sealing)공정을 거치고, 이후 봉지공정에서 펀넬의 네크부 내면에 전자총을 삽입한 후 배기공정을 통해 글라스 내부를 진공상태로 만든 후 봉입한다. 이때 글라스가 진공상태가 되면 패널과 펀넬은 높은 인장 및 압축응력을 받게 된다. 따라서 배기공정 후 패널 전면에 걸리는 고 응력을 분산시키기 위한 보강밴드가 부착되는 보강공정을 거치면 글라스가 완성된다.
도 2는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 칼라 음극선관의 패널과 펀넬이 결합된 글라스에 가해지는 응력 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 글라스의 내부가 진공이 되면 글라스 내부의 압력과 외부의 압력차에 의해 글라스 표면에 응력이 발생된다. 이러한 응력은 글라스 전체에 발생하여 관 형상을 변화시키게 된다. 즉, 패널 전면과 콘 형상의 펀넬 후면에 소정의 압축응력이 발생하고, 이에 따라 패널 코너부와 패널과 펀넬이 결합되는 실링부에서 인장응력이 발생하게 된다. 도 2에서 점선 화살표는 압축응력을 나타낸 것이고, 실선 화살표는 인장응력을 나타낸 것이다.
그러나 상술한 바와 같이, 응력을 내포하는 음극선관은 외부로부터 충격을 받게 되면 소정 부위에서 크랙이 발생하게 된다. 이때, 글라스 표면에 인가된 인장응력은 크랙의 진전을 가속시키게 되고, 충격 강도가 심하게 되면 글라스가 완파될 수도 있다. 이와는 반대로 압축응력은 크랙이 더 이상 진전되지 않도록 방지하는 역할을 하게 된다. 그러므로 음극선관 배기공정 후, 패널 전면 센터부에 발생되는 압축응력은 외부 충격을 감소시키게 되지만, 패널의 코너부 및 실링부에 발생되는 인장응력은 약간의 충격에도 쉽게 파손이 일어나게 된다.
더구나 최근에는 음극선관이 대화면 및 평면형으로 박형화 되어 감에 따라 음극선관의 내부 진공으로 응력이 심하게 발생하게 된다. 즉, 음극선관이 슬림화 되면서 내부의 진공도는 동일한 상태로 유지되면서 음극선관의 부피는 줄어들기 때문에 글라스에 진공에 의한 응력이 크게 발생하게 된다. 또한, 편향 요크의 소비전력을 줄여주기 위하여 펀넬의 요크부를 사각형상으로 만든 음극선관의 경우에는 펀넬 형상이 구조적으로 취약하여 글라스에 높은 인장 응력이 형성되어 열 공정에서 쉽게 파손되는 문제점이 있다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 종래 선행기술 일본 특허 제2904067에 의하면, 글라스의 높은 인장 응력을 안정적으로 낮추고 글라스 표면에 내 충격성을 높이도록 열처리 하여 압축 응력을 형성시키는 글라스의 물리적 강화법이 제시되어 있다. 그러나 글라스의 물리적 강화법은 열 처리시 불균일한 온도 분포로 인해 높은 인장 잔류 응력이 압축 응력과 함께 형성되어 압축응력은 일정한 수준으로 제한됨에 따라 글라스가 경량화 되는 데는 일정한 한계가 있다.
또한, 음극선관은 전자총에서 방출된 전자빔이 패널 내면에 도포된 형광막을 발광시켜 화상을 재현할 때 X선이 발생된다. X선은 음극선관의 패널 전면으로 관통되어 인체에 나쁜 영향을 미치게 된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 음극선관의 경량화에 따른 패널과 펀넬의 구조를 최적화하여 진공으로 인한 응력을 효과적으로 저감하고, 내 충격성이 확보된 패널 글라스를 사용하는 칼라 음극선관을 제공하기 위한 것을 목적으로 한다.
또한, 음극선관 동작시 발생되는 X선이 패널 전면으로 관통되는 것을 차단할 수 있는 패널 글라스를 사용하는 칼라 음극선관을 제공하기 위한 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칼라 음극선관은 내면에 형광면을 갖는 패널과, 상기 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광면을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내면의 형광면에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 패널은 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 100000mm이고, 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이를 OAH, 패널 중심부의 두께를 CFT, 패널의 대각 유효화면 사이즈를 USD라 할 때, 1.0 ≤ (OAH*CFT)/USD ≤1.5인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 대각 유효화면 사이즈(USD)가 400mm ~ 500mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 중심부의 두께(CFT)가 8mm ~ 10mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 대각 유효화면 사이즈(USD) 대비 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이(OAH)의 비(OAH/USD)가 0.12 ~ 0.14이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 30000mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 장축 방향 끝단의 두께(Tx) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Tx)는 1.3 ~ 1.4이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 대각부의 두께(Td)가 21mm ~ 24mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 단축 방향 끝단의 두께(Ty) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Ty)는 1.3 ~ 1.4이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 대각부의 내면 곡률반경(Rdi)이 1800mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 중심부 광 투과율(Tm)이 45% ~ 75%이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 장변부, 단변부 및 대각부 외면 코너 곡률부에 중심 블렌드와 주변 블렌드부를 갖고, 중심 브랜드의 곡률반경(R1)은 20mm ~ 22mm, 주변 블렌드의 곡률반경(R2, R3)은 3mm ~ 5mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 표면에 X선 흡수계수가 큰 산화스트론듐(SrO), 산화바륨(BaO), 또는 산화아연(Zn)이 도포된다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 내면에 형광면을 갖는 패널과, 상기 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광면을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내면의 형광면에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 패널은 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 100000mm, 패널의 대각 유효화면 사이즈(USD)가 450mm ~ 500mm, 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이를 OAH, 패널 중심부의 두께를 CFT라 할 때, 1.0 ≤ (OAH*CFT)/USD ≤ 1.7이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 중심부의 두께(CFT)가 8mm ~ 10mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 대각 유효화면 사이즈(USD) 대비 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이(OAH)의 비(OAH/USD)가 0.10 ~ 0.14이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 30000mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 장축 방향 끝단의 두께(Tx) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Tx)는 1.3 ~ 1.4이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 대각부의 두께(Td)가 21mm ~ 24mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 단축 방향 끝단의 두께(Ty) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Ty)는 1.3 ~ 1.4이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 대각부의 내면 곡률반경(Rdi)이 1800mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 중심부 광 투과율(Tm)이 45% ~ 75%이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 패널 장변부, 단변부 및 대각부 외면 코너 곡률부에 중심 블렌드와 주변 블렌드부를 갖고, 중심 블렌드의 곡률반경(R1)은 20mm ~ 22mm, 주변 블렌드의 곡률반경(R2, R3)은 3mm ~ 5mm이다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 패널은 표면에 X선 흡수계수가 큰 산화스트론튬(SrO), 산화바륨(BaO), 또는 산화아연(ZnO)이 도포된다.
삭제
이하에서는, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 및 표를 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관의 패널 형상을 나타낸 도면이다. 도 3에서 (a)는 패널의 평면도이고, (b)는 패널의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 음극선관의 패널은 음극선관의 관축을 중심으로 좌, 우와 상, 하가 일정하지 않은 장방형 형상을 갖는다. 또한, 패널의 내면 및 외면, 그리고 패널 대각부의 내면 및 외면이 소정을 곡률을 갖으며, 패널에 형성된 곡률 중 패널 외면은 실질적으로 평면으로 이루어진다. 이와 같은 형상을 갖는 패널은 내면에 형광체가 도포되어 형광면이 형성되고, 벌브형상의 펀넬과 실링되어 음극선관을 구성한다. 도 3에서, Ro는 패널 페이스 중심의 외면 곡률반경, Ri는 패널 페이스 중심의 내면 곡률반경, Rdo는 패널 대각부의 외면 곡률반경, Rdi는 패널 대각부의 내면 곡률반경이다.
본 발명에 따른 음극선관이 경량화 됨을 나타내기 위해서는 먼저, 패널과 펀넬의 결합 구조에서 각 위치에 따른 명칭과 길이 및 두께를 정의할 필요가 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패널과 펀넬이 실링되어 이룬 음극선관의 각 위치에 따른 명칭, 길이 및 두께를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서와 같이, 패널과 펀넬이 결합되어 형성된 음극선관에서, 패널과 펀넬이 접합되는 접합 폐곡선의 라인은 실라인(Seal line), 펀넬의 바디부와 펀넬의 요크부의 경계가 되는 폐곡선의 라인은 요크라인(Yoke line), 펀넬의 넥크부가 펀넬의 요크부와 실링되어 경계가 되는 폐곡선의 라인은 넥크라인(Neck line), 요크라인과 넥크라인 중간 부근에서 전자빔 편향 중심이되는 라인은 래퍼런스 라인(Reference line)으로 정의 한다. 이때, 본 발명에서 패널의 각 위치에 따른 길이 및 두께는 패널 유효화면 사이즈를 USD, 패널 중심부의 두께를 CFT, 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이를 OAH로 정의한다.
상술한 바와 같이 정의된 본 발명의 음극선관은 패널과 펀넬의 위치에 따른 길이 및 두께가 다음 실시예 1과 실시예 2와 같이 수치 한정된다.
<실시예1>
다음 표 1은 본 발명의 칼라 음극선관에 있어서, 패널 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 100000mm의 값을 갖는 것으로, 패널 각 위치에 따른 길이 및 두께를 수치 한정하여 나타난 진공 응력값을 종래의 음극선관 패널과 비교하여 나타낸 것이다.
구분 실험예 OAH (mm) CFT (mm) USD (mm)
Figure 112003044927115-pat00001
Figure 112003044927115-pat00002
 Tm (%) Tm (%) 진공응력 (MPa)
패널 펀넬
본 발 명 1 55.9 8.4 406.7 0.137 1.155 83.7 61.8 5.7 5.2
2 48.9 8.4 406.7 0.120 1.010 83.7 61.8 5.2 4.8
3 57 9.5 406.7 0.140 1.331 82.8 58.8 6.0 5.3
4 50 9.5 406.7 0.123 1.168 82.8 58.8 5.8 5.1
5 58 10.5 406.7 0.143 1.497 81.9 56.1 5.6 5.1
6 51 10.5 406.7 0.125 1.317 81.9 56.1 5.1 4.7
종래 1 63 10.5 406.7 0.155 1.627 81.5 56.1 6.5 5.8
2 63 10.5 406.7 0.155 1.627 81.5 56.1 6.6 5.7
표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 패널 위치에 따른 길이 및 두께를 종래 패널과 비교하여 살펴보면, 패널 중심부의 두께(CFT)가 종래 패널 중심부의 두께 10.5mm보다 더 작아지고, 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이(OAH)가 종래 보다 더 작아짐을 알 수 있다. 또한, 패널의 유효화면 대비 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이의 비(OAH/USD) 및, 패널의 유효화면(USD) 대비 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이와 패널 중심부의 두께의 곱에 대한 비(OAH*CFT/USD)가 종래보다 더 작아짐을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 음극선관의 패널은 외부 충격에 의한 음극선관의 파손 방지와 동시에 경량화 됨을 구현하기 위한 기술적 수단으로 패널의 (OAH*CFT)/USD 비가 1.0 ~ 1.5의 값을 갖는다. 패널의 (OAH*CFT)/USD 비를 상술한 바와 같이 한정하는 이유는 (OAH*CFT)/USD 비가 1.0 미만으로 내려갈 경우 OAH와 CFT의 축소량이 너무 커져 패널의 구조적 강도와 외부 충격에 따른 방폭 특성이 약화되는 문제점을 가지게 된다. 또한, 패널의 (OAH*CFT)/USD 비가 1.5를 초과하게 되면, 본 발명이 이루고자 하는 음극선관 경량화 됨을 구현하지 못하게 되어 재료비를 상승시키는 결과를 가져오게 되고, 이에 따라 패널 주변부의 두께가 커지게 되어 음극선관 열 공정시 파손량이 증가하여 수율이 떨어지는 결과를 가져오기 때문이다.
상술한 본 발명의 패널에 대하여 외부 충격에 의한 음극선관의 파손방지와 동시에 경량화 됨을 구현하기 위한 더욱 구체적인 기술적 수단은 패널의 대각 유효화면 사이즈(USD)가 500mm 이하의 값을 갖도록 한다. 이러한 패널 대각 유효 화면 사이즈는 각 음극선관 모델에 따라 설계 허용 오차를 고려하면, 400mm ~ 450mm의 값을 갖는 것이 바람직하다.
이 때, 본 발명의 패널에 있어서, CFT는 10mm이하의 값을 갖는다. 상기 패널의 CFT 역시 설계 허용 오차나 패널 경량화에 따른 재료비 절감을 고려하게 되면 CFT 값은 8mm ~ 10mm의 값을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 패널 대각 유효화면 사이즈(USD) 대비 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이(OAH)의 비(OAH/USD)가 0.15이하의 값을 갖는다.
한편, 패널의 CFT가 줄어들게 되면 패널의 웨지율(Wedge ratio)이 증가하게 되어 화면의 휘도 균일성(Brightness Uniformity) 저하와 음극선관 열 공정시 수율이 저하되는 문제점을 가져올 수 있게 된다.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 음극선관의 패널 형상에 따른 웨지율을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 외면이 실질적으로 평면이고 내면은 소정의 곡률을 갖는 본 발명의 패널은 패널 중앙부의 두께가 패널 유효화면 가장자리부의 두께보다 작게 형성된다. 이러한 형상을 갖는 패널에 있어서, 패널 각 위치에 따른 곡률반경과 두께를 정의하면 다음과 같다.
먼저, 패널 단축방향으로의 내면 곡률반경은 Rh, 장축 방향으로 내면 곡률반 경은 Rv, 패널 장변부의 내면 곡률반경은 Rx, 패널 단변부의 내면 곡률반경은 Ry, 패널 중심부의 두께는 To, 패널 대각 끝단의 두께는 Td, 패널 단축 방향 끝단의 두께는 Ty, 패널 장축 방향 끝단의 두께는 Tx로 정의 하고, 이 때 패널의 웨지율은 패널 중앙부 두께 대비 패널 대각 두께의 비(Td/To)로 정의 할 수 있다.
다음 표 2는 상기 표 1에 제시된 본 발명의 패널 구조에 따른 웨지율을 종래 패널의 웨지율과 비교하여 나타낸 것이다.
구분 실험예 Tx(mm) Ty(mm) Td(mm) Ty/Tx Td/Tx Td/Ty Td/To
본 발 명 1 13.89 14.06 19.55 1.01 1.41 1.39 2.33
2 13.89 14.06 19.55 1.01 1.41 1.39 2.33
3 14.99 15.16 20.65 1.01 1.38 1.36 2.17
4 14.99 15.16 20.65 1.01 1.38 1.36 2.17
5 15.99 16.16 21.65 1.01 1.35 1.34 2.06
6 15.99 16.16 21.65 1.01 1.35 1.34 2.06
종래 1 18.90 15.27 23.70 0.81 1.25 1.55 2.26
2 17.59 14.54 21.65 0.83 1.23 1.49 2.06
본 발명의 실시예에 따른 패널의 외면 곡률반경(Ro)은 5000mm ~ 30000mm 의 범위를 만족하게 한다. 이와 같이 하면, 패널 외면 곡률반경이 적으면 적을수록 화면의 중앙부와 주변부간의 휘도는 큰 차이를 갖지 않기 때문이다.
이때, 본 발명의 패널 장축 방향 끝단의 두께(Tx) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Tx)는 1.3이상의 값을 갖는다.
또한, 본 발명의 패널 대각부 두께(Td)는 24mm이하의 값을 갖으며, 패널 단축 방향 끝단의 두께(Ty) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Ty)는 1.4이하의 값을 갖는다.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 기학학적 패널형상은 단축 방향으로의 패널 내면 곡률반경(Rh)이 장축 방향으로의 패널 내면 곡률반경(Rv)보다 작아 단축방향으로 더 곡률 져 있는 형상이다.
한편, 음극선관의 패널은 전자빔을 통과공이 형성된 새도우 마스크와 일정간격으로 이격되어 위치되는 것으로, 패널 내면 곡률반경이 커지게 되면 패널 내면에 일정간격을 유지한 채로 형성되는 새도우 마스크가 구조적으로 강도가 약해지는 문제점을 갖게 된다. 이러한 문제점은 패널 장변부의 내면 곡률반경(Rx)을 패널 단변부의 내면 곡률반경(Ry)보다 크게 하여 마스크 구조적 강도를 확보 할 수 있다. 이 때, 패널 대각부의 내면 곡률반경(Rdi)은 패널 장변부의 내면 곡률반경(Rx)보다 크고 패널 단변부의 내면 곡률반경(Ry)보다 작게 형성되도록 한다. 또한, 패널 대각부의 내면 곡률반경(Rdi)은 1800mm이하의 값을 만족하도록 한다.
또 한편으로, 음극선관의 패널은 내면에 형성된 형광체에 전자빔이 입사하여 발생되는 빔이 패널 전면으로 통과하는 광 투과율(Tm)에 따라 음극선관의 화질 특성인 콘트라스트(Contrast)특성이 변하게 된다. 일반적으로 상기 광 투과율이 높은 글라스를 클리어 글라스(Clear glass)라 하고 광투과율이 낮은 글라스를 틴트 글라스(Tint glass)라 한다.
즉, 클리어 글라스나 틴트 글라스는 휘도특성과 콘트라스트 특성에 있어서 서로 다른 특성을 갖고 있지만, 본 발명에서 사용되는 패널은 광 투과율이 높은 클리어 글라스나 광 투과율이 낮은 틴트 글라스 모두 적용가능하다. 다만, 패널의 제조비용과 생산 수율을 고려하게 되면 본 발명에 적용 되는 패널은 틴트 글라스를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 틴트 글라스는 중심부 광 투과율(Tm)이 45% ~ 75%의 범위를 갖게 된다.
이처럼 본 발명의 실시예 1에 따른 패널은 전체적으로 유효화면(USD)를 제외한 나머지 길이 및 두께가 줄어들어 음극선관이 경량화 되어 생산성을 향상시키고, 재료비 또한 절감할 수 있게 된다. 또한, 음극선관 패널 및 펀넬을 최적화함으로써 음극선관 제작시 열공정 내의 파손량을 줄여 수율을 향상 시킬 수 있게 된다.
본 발명의 음극선관을 더욱 효과적으로 경량화하고, 응력이 집중되는 부위를 개선시키기 위한 수단은 다음 도 6과 같은 방법으로 패널을 형성한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관의 패널 장, 단변부와 대각부의 외면에 형성된 곡률 형상을 나타낸 도면이다. 통상 패널 장, 단변부와 대각부의 코너 외면은 응력이 집중되어 외부 충격에 쉽게 파손되는 위험을 가지고 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 패널은 패널 장변부의 외면 코너 곡률부와 패널 단변부의 외면 코너 곡률부 및 패널 대각부의 외면 코너 곡률부에 블렌드(Blend)부가 형성된다. 블렌드 부는 소정의 곡률반경을 갖는 다수의 곡률이 형성된다. 다만, 이 때의 블렌드 부는 패널 유효화면 안쪽으로 침범되지 않도록 형성한다. 블렌드 부는 중심 블렌드와 주변 블렌드를 갖고, 각각의 블렌드는 소정의 곡률을 형성한다. 더욱 자세하게는 중심 블렌드의 곡률반경(R1)은 20mm이상(예컨대 20mm ~ 22mm)의 범위를 갖도록 하고, 주변 블렌드의 곡률반경(R2, R3)은 3mm이상(예컨대 3mm ~ 5mm)의 범위를 갖도록 한다.
이와 같은 블렌드부는 패널에서 가장 두꺼운 부분인 장, 단변부 및 대각부에 형성이 되기 때문에 패널의 중량감소를 가져오고, 패널 각 코너에서의 응력 분포를 골고루 하여 구조적 강도를 증가 시킬 수 있게 된다.
그러나 상술한 바와 같이, 본 발명의 패널이 전체적으로 경량화 되면, 음극선관 배기 공정 후 나타나는 진공응력이 더욱 커지는 문제점을 가져올 수 있다. 본 발명에서 진공응력은 음극선관 진공 배기공정 시, 발생되는 인장응력과 압축응력 중 인장 응력을 나타낸 것이다. 또한, 음극선관 동작 시 발생되는 X선은 패널의 두께가 얇아짐에 따라 X선을 차단하는 능력이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제점은 본 발명의 패널에 소정의 압축 응력값을 갖고, X선 흡수계수가 큰 물질을 포함시켜 압축 응력층을 형성하여 해결할 수 있게 된다. 이 때, 압축 응력층은 30㎛이상의 두께를 갖고, X선 흡수 물질은 산화스트론튬(SrO), 산화바륨(BaO), 산화아연(ZnO) 중 어느 하나를 포함하는 산화물을 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 음극선관 진공응력 값은 표 1에서 보는 바와 같이, 종래 음극선관의 진공응력 값과 거의 동일하거나 줄어들게 되어 외부의 충격에 따른 음극선관의 내충격성이 확보되어 파손을 줄일 수 있게 된다. 또한, 음극선관 동작 시 발생되는 X선을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.
<실시예2>
다음 표 3은 본 발명의 칼라 음극선관에 있어서, 패널 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 100000mm의 값을 갖고, 패널의 대각 유효화면 사이즈(USD)가 450mm ~ 500mm의 값을 갖는 패널로써, 패널 각 위치에 따른 길이 및 두께를 수치 한정하여 나타난 진공 응력값을 종래의 음극선관 패널과 비교하여 나타낸 것이다.
구분 실험예 OAH (mm) CFT (mm) USD (mm)
Figure 112003044927115-pat00003
Figure 112003044927115-pat00004
 Tm (%) Tm (%) 진공응력 (MPa)
패널 펀넬
본 발 명 1 65 8.4 457.2 0.142 1.194 83.7 61.8 6.6 5.4
2 59 8.4 457.2 0.129 1.084 83.7 61.8 6.3 5.1
3 64 9.5 457.2 0.140 1.330 82.8 58.8 6.9 5.7
4 60 9.5 457.2 0.131 1.247 82.8 58.8 6.7 5.5
5 65 10.5 457.2 0.142 1.493 81.9 56.1 6.4 5.5
6 61 10.5 457.2 0.133 1.401 81.9 56.1 6.0 4.9
종래 1 78.5 11.0 457.2 0.173 1.901 81.5 54.8 7.2 5.9
2 79 11.5 457.2 0.173 1.987 81.5 54.8 6.8 5.6
표 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 패널 위치에 따른 길이 및 두께를 종래 패널과 비교하여 살펴보면, 본 발명의 패널 중심부 두께(CFT)가 종래 패널 중심부의 두께 보다 더 작아지고, 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이(OAH)가 종래 보다 더 작아짐을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 음극선관의 패널은 외부 충격에 의한 음극선관의 파손 방지와 동시에 경량화 됨을 구현하기 위한 기술적 수단으로 패널의 (OAH*CFT)/USD 비가 1.0 ~ 1.7의 값을 갖는다. 패널의 (OAH*CFT)/USD 비를 상술한 바와 같이 한정하는 이유는 본 발명의 실시예 2에서와 같이, 음극선관 패널의 대각 유효화면 사이즈(USD)가 450mm ~ 500mm의 값을 갖는 경우, (OAH*CFT)/USD 비가 1.0 미만으로 내려갈 경우 OAH와 CFT의 축소량이 너무 커져 패널의 구조적 강도와 외부 충격에 따 른 방폭 특성이 약화되는 문제점을 가지게 된다. 또한, 패널의 (OAH*CFT)/USD 비가 1.7를 초과하게 되면, 본 발명이 이루고자 하는 음극선관 경량화 됨을 구현하지 못하게 되어 재료비를 상승시키는 결과를 가져오게 되고, 이에 따라 패널 주변부의 두께가 커지게 되어 음극선관 열 공정시 파손량이 증가하여 수율이 떨어지는 결과를 가져오기 때문이다.
상술한 본 발명의 패널에 대하여 외부 충격에 의한 음극선관의 파손방지와 동시에 경량화 됨을 구현하기 위한 더욱 구체적인 기술적 수단은 패널의 중심부 두께(CFT)가 10mm이하의 값을 갖는다. 상기 패널의 CFT는 패널 설계 허용 오차나 패널 경량화에 따른 재료비 절감을 고려하게 되면 패널의 CFT 값은 8mm ~ 10mm의 값을 갖는 것이 바람직하다.
이때, 본 발명의 패널 대각 유효화면 사이즈(USD) 대비 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이(OAH)의 비(OAH/USD)가 0.17이하의 값을 갖는다.
한편, 본 발명의 실시예 1과 마찬가지로, 패널의 CFT가 줄어들게 되면 패널의 웨지율(Wedge ratio)이 증가하게 되어 화면의 휘도 균일성(Brightness Uniformity) 저하와 음극선관 열 공정시 수율이 저하되는 문제점을 가져올 수 있게 된다.
다음 표 4는 상기 표 3에 제시된 본 발명의 패널 구조에 따른 웨지율(Td/To)을 종래 패널의 웨지율과 비교하여 나타낸 것이다.
구분 실시예 Tx (mm) Ty (mm) Td (mm) Ty/Tx Td/Tx Td/Ty Td/To
본 발 명 1 15.66 15.76 21.81 1.01 1.39 1.38 2.60
2 15.66 15.76 21.81 1.01 1.39 1.38 2.60
3 16.76 16.88 22.91 1.01 1.37 1.36 2.41
4 16.76 16.88 22.91 1.01 1.37 1.36 2.41
5 17.76 17.86 23.91 1.01 1.35 1.34 2.28
6 17.76 17.86 23.91 1.01 1.35 1.34 2.28
종래 1 21.17 16.26 26.46 0.77 1.25 1.63 2.41
2 21.67 16.76 26.96 0.77 1.24 1.61 2.34
본 발명의 실시예에 의하면, 패널의 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 30000mm 의 범위를 만족하게 한다. 왜냐하면 패널 외면 곡률반경이 적으면 적을수록 화면의 중앙부와 주변부간의 휘도는 큰 차이를 갖지 않기 때문이다.
이때, 본 발명의 패널 장축 방향 끝단의 두께(Tx) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Tx)는 1.3이상의 값을 갖는다.
또한, 본 발명의 패널 대각부 두께(Td)는 24mm이하의 값을 갖으며, 패널 단축 방향 끝단의 두께(Ty) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Ty)는 1.4이하의 값을 갖는다.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 기학학적 패널형상은 실시예 1과 마찬가지로, 단축 방향으로의 패널 내면 곡률반경(Rh)이 장축 방향으로의 패널 내면 곡률반경(Rv)보다 작아 단축방향으로 더 곡률 져 있는 형상이다.
한편, 음극선관의 패널은 새도우 마스크와의 일정간격으로 이격되어 위치되는 기구적 특성을 고려하면 패널 장변부의 내면 곡률반경(Rx)을 패널 단변부의 내면 곡률반경(Ry)보다 크게 하여 마스크 구조적 강도를 확보 할 수 있다. 이 때, 본 발명의 실시예 1과 마찬가지로, 패널 대각부의 내면 곡률반경(Rdi)은 패널 장변부의 내면 곡률반경(Rx)보다 크고 패널 단변부의 내면 곡률반경(Ry)보다 작게 형성되도록 한다. 또한, 패널 대각부의 내면 곡률반경(Rdi)은 1800mm이하의 값을 만족하도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에서 음극선관의 패널은 패널 대각 유효화면 사이즈(USD)와, 이에 따른 (OAH*CFT)/ USD 의 범위 및, 패널 대각 유효화면 사이즈(USD) 대비 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이(OAH)의 비 (OAH/USD)를 제외한 나머지 패널 각 위치에 따른 설계 수치들이 동일한 값을 갖는다. 또한, 음극선관 동작시 발생되는 X선 차단과 진공 응력 집중의 방지를 위한 수단 역시 본 발명의 실시예 1과 동일한 방법이 사용된다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 음극선관 진공응력 값은 표 3에서 보는 바와 같이, 종래 음극선관의 진공응력 값과 거의 동일하거나 줄어들게 되어 외부의 충격에 따른 음극선관의 내충격성이 확보되어 파손을 줄일 수 있게 된다. 또한, 음극선관 동작 시 발생되는 X선을 효과적으로 차단할 수 있게 된다
이상에서 살펴본 바와 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 하고, 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 할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명은 음극선관 패널 및 펀넬의 구조를 변형하여 음극선관의 경량화에 따른 제조비용을 절감하고, 음극선관 제조 공정 중 열공시 파손율을 낮춰 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 음극선관 패널 및 펀넬의 구조를 최적화함으로써 관 내부의 진공응력을 줄이고, 동시에 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않는 내충격성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 음극선관 동작시 발생되는 X선을 효과적으로 차단하여 인체에 악영향을 끼치지 않는 효과가 있다.

Claims (28)

  1. 내면에 형광면을 갖는 패널과, 상기 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광면을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내면의 형광면에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서,
    상기 패널은 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 100000mm이고, 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이를 OAH, 패널 중심부의 두께를 CFT, 패널의 대각 유효화면 사이즈를 USD라 할 때,
    1.0 ≤ (OAH*CFT)/USD ≤ 1.5
    인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 대각 유효화면 사이즈(USD)가 400mm ~ 500mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널 중심부의 두께(CFT)가 8mm ~ 10mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널 대각 유효화면 사이즈(USD) 대비 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이(OAH)의 비(OAH/USD)가 0.12 ~ 0.14인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 30000mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널 장축 방향 끝단의 두께(Tx) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Tx)는 1.3 ~ 1.4인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널 대각부의 두께(Td)가 21mm ~ 24mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널 단축 방향 끝단의 두께(Ty) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Ty)는 1.3 ~ 1.4인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널 대각부의 내면 곡률반경(Rdi)이 1800mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널 중심부 광 투과율(Tm)이 45% ~ 75%인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널 장변부, 단변부 및 대각부 외면 코너 곡률부에 중심 블렌드와 주변 블렌드부를 갖고, 중심 브랜드의 곡률반경(R1)은 20mm ~ 22mm, 주변 블렌드의 곡률반경(R2, R3)은 3mm ~ 5mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 표면에 X선 흡수계수가 큰 산화스트론듐(SrO), 산화바륨(BaO), 또는 산화아연(Zn)이 도포된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  15. 삭제
  16. 내면에 형광면을 갖는 패널과, 상기 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광면을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내면의 형광면에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서,
    상기 패널은 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 100000mm, 패널의 대각 유효화면 사이즈(USD)가 450mm ~ 500mm, 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이를 OAH, 패널 중심부의 두께를 CFT라 할 때,
    1.0 ≤ (OAH*CFT)/USD ≤ 1.7
    인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  17. 삭제
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 패널은 패널 중심부의 두께(CFT)가 8mm ~ 10mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 패널은 패널 대각 유효화면 사이즈(USD) 대비 패널 외면에서 펀넬과 실링되는 면까지의 수직길이(OAH)의 비(OAH/USD)가 0.10 ~ 0.14인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 패널은 패널 외면 곡률반경(Ro)이 5000mm ~ 30000mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 패널은 패널 장축 방향 끝단의 두께(Tx) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Tx)는 1.3 ~ 1.4인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 패널은 패널 대각부의 두께(Td)가 21mm ~ 24mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  23. 제 16항에 있어서,
    상기 패널은 패널 단축 방향 끝단의 두께(Ty) 대비 패널 대각 끝단의 두께(Td)의 비(Td/Ty)는 1.3 ~ 1.4인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  24. 제 16항에 있어서,
    상기 패널은 패널 대각부의 내면 곡률반경(Rdi)이 1800mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  25. 제 16항에 있어서,
    상기 패널은 패널 중심부 광 투과율(Tm)이 45% ~ 75%인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  26. 제 16항에 있어서,
    상기 패널은 패널 장변부, 단변부 및 대각부 외면 코너 곡률부에 중심 블렌드와 주변 블렌드부를 갖고, 중심 블렌드의 곡률반경(R1)은 20mm ~ 22mm, 주변 블렌드의 곡률반경(R2, R3)은 3mm ~ 5mm인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  27. 제 16항에 있어서,
    상기 패널은 표면에 X선 흡수계수가 큰 산화스트론튬(SrO), 산화바륨(BaO), 또는 산화아연(ZnO)이 도포된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
  28. 삭제
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