KR100605759B1 - 음극선관 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 퍼넬의 두께 증가율과 범위를 최적화 하여 편향감도를 저하시키지 않고 퍼넬의 내기압 강도를 보강하도록 하는 음극선관에 관한 것이다.

개시된 음극선관은, 네크와의 연결부로부터 편향요크가 장착되는 끝단부까지의 관축(Z)을 일정한 간격(Za)으로 n등분하여 나누고, n등분된 각 위치에서 수직방향인 단축방향(Y)의 요크장착부의 두께를 Tv, 수평방향인 장축방향(X)의 요크장착부의 두께를 Th, 대각방향인 대각축방향(D)의 요크장착부의 두께를 Td라 하고, 일정 간격(Za)당 상기 요크장착부의 두께 증가량을 ΔTv = Tv(n)-Tv(n-1), ΔTh = Th(n)-Th(n-1), ΔTd = Td(n)-Td(n-1)라 할 때, ΔTv/Za, ΔTh/Za 또는 ΔTd/Za 중 적어도 하나가 0.1 이상 0.4 이하의 값을 갖는 요크장착부를 형성하며;

이에 따라 광각화되는 진공 외관용기의 내기압 강도가 충분히 확보되면서 편향전력이 유효하게 저감되어 고휘도화 및 고주파 편향의 요구가 만족되는 이점이 있다.

Description

음극선관{Cathode-ray tube}

도 1 내지 도 6은 종래의 기술에 따른 컬러 음극선관의 설명에 제공되는 구성도로서,

도 1은 상기 컬러 음극선관을 뒤에서 본 사시도이고,

도 2는 상기 컬러 음극선관의 관축을 따른 단면도이고,

도 3은 상기 컬러 음극선관의 전자총, 형광체 스크린 및 섀도우 마스크를 개략적으로 나타내는 사시도이고,

도 4는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 본 단면도이고,

도 5는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 본 단면도이고,

도 6은 도 1의 요크장착부에 발생하는 응력을 설명하기 위한 도이고,

도 7 내지 도 9는 종래의 기술에 따른 컬러 음극선관의 설명에 제공되는 다른 실시 예 구성도로서,

도 7은 상기 컬러 음극선관을 눕혀서 본 사시도이고,

도 8은 도 7의 요크장착부를 절개하여 본 단면도이고,

도 9는 도 7의 요크장착부에 결합되는 각추형 편향요크의 사시도이고,

도 10은 상기 요크장착부의 단면 두께분포를 보인 도이고,

도 11은 상기 요크장착부 단면의 두께 증가율의 분포를 보인 도이고,

도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 음극선관의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 구성도로서,

도 12는 상기 음극선관을 뒤에서 본 사시도이고,

도 13은 도 12의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 본 단면도이고,

도 14는 도 12의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 본 단면도이고,

도 15는 본 발명에 따른 요크장착부의 단면 두께 분포를 보인 도이고,

도 16은 본 발명에 따른 요크장착부의 단면 두께 증가율의 분포를 보인 도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 유효부 2 : 스커트부

3 : 페이스 패널 4 : 퍼넬

7 : 네크 8 : 전자빔

9 : 전자총 10 : 진공 외관용기

200 : 요크장착부 201 : 장변

202 : 원호 203 : 단변

본 발명은 컬러 수상관, 컬러 모니터 등의 음극선관에 관한 것으로, 특히 광각화되는 진공 외관용기의 요크장착부를 각추(角錐)화하여 내기압 강도를 충분히 확보하고 편향전력을 효과적으로 감소시킬 수 있는 음극선관에 관한 것이다.

예를 들면, 컬러 음극선관은 일반적으로 거의 직사각형 형상의 표시부를 갖는 유리제의 페이스 패널, 페이스 패널에 연이어 접속된 깔때기 형상의 유리제의 퍼넬 및 상기 퍼넬에 연이어 접속되는 원통형상의 유리제 네크로 이루어진 진공 외관용기를 구비하고 있다.

네크(Neck) 내에는 3개의 전자빔을 방출하는 전자총이 설치되어 있다. 또한 네크의 외부둘레에서 퍼넬의 외부둘레에 걸쳐 편향요크가 장착되어 있다.

퍼넬은 네크와의 접속부로부터 편향요크가 장착되는 위치까지 뻗어있는 요크장착부를 갖고 있다.

이와 같은 음극선관에 있어서, 전자총은 동일 수평면 상을 지나는 일렬 배치된 3전자빔을 방출하는 인라인(In-Line)형으로 하고, 편향요크가 발생하는 수평 편향자계를 핀쿠션형(pincushion), 수직 편향자계를 배럴형(barrel)으로 하여 상기 전자총으로부터 방출되는 일렬 배치된 3개의 전자빔을 이 수평, 수직 편향자계에 의해 편향함으로써 특별한 보정수단을 필요로 하지 않고 화면 전체에 걸쳐 일렬 배치의 3전자빔을 집중하는 비균일 자계를 이용한 자기 집중형(self-converging) 인라인형 컬러 음극선관이 널리 실용화되어 있다.

이와 같은 컬러 음극선관에서는 편향요크가 큰 전력 소비원이고, 음극선관의 소비전력의 감소에 있어서는 편향요크의 소비전력을 감소시키는 것이 중요하다. 즉 스크린 휘도를 높이기 위해서는 최종적으로 전자빔을 가속하는 음극전압을 높이지 않으면 안된다.

또한, 고선명 텔레비전(HDTV : High Definition Television)이나 개인용 컴퓨터(PC : Personal Computer) 등의 사무 자동화(OA) 기기에 대응하기 위해서는 편향 주파수를 올리지 않으면 안되지만 이것은 모두 편향전력의 증대를 초래한다.

일반적으로 편향전력의 감소나 누설자계의 감소에는 음극선관의 네크 직경을 작게 하고, 편향요크가 장착되는 요크장착부의 외부 직경을 작게 하며, 편향자계의 작용 공간을 작게 하여 전자빔에 대해서 편향자계가 효율적으로 작용하도록 하면 좋다.

그러나, 이와 같은 일반적인 음극선관은 대부분 퍼넬을 기준으로 편향요크를 설계하였으나, 각추형 퍼넬 및 편향요크 구조에서는 퍼넬 콘부, 이른바 요크장착부의 설계에 있어서 전자빔의 궤적에 방폭특성 및 빔 스트라이크 네크(BSN : Beam Strike Neck)를 고려하여 최적의 내면형상을 설정하며, 편향요크 설계 → 편향요크 형상 모델링 → 자기장(magnetic field calculation)계산 → 전자빔 궤적해석(beam trajectory calculation) → 퍼넬벌브 응력해석(vacuum stress calculation) → 편향요크 재 설계(DY shape modeling : 편향감도 고려)의 순서와 같이 편향요크(DY)를 기준으로 퍼넬을 설계하여야 하는 제약이 따르며, 이로 인해 내면이 퍼넬 내면 수치가 거의 정해진 상태에서 편향감도 및 방폭을 고려한 내기압 강도 향상을 위한 퍼넬 외면 설계의 최적화가 요구되었다.

상기와 같은 종래의 음극선관의 한 예로서, 도 1 내지 도 3에 컬러 음극선관을 도시한다.

상기 컬러 음극선관은, 유리로 이루어진 진공 외관용기(10)를 구비하고 있다.

진공 외관용기(10)는 거의 직사각형 형상의 유효부(1) 및 이 유효부의 주변부에 설치된 스커트부(2)를 갖는 페이스 패널(3)과, 스커트부(2)에 접합된 깔때기 형상의 퍼넬(4)과, 퍼넬에서 뻗은 원통형상의 네크(7)로 구성되어 있다.

페이스 패널(3)의 유효부(1)는 음극선관의 관축(Z)을 통하여 서로 직교하는 수평축(X), 수직축(Y)을 갖는 거의 직사각형 형상으로 형성되어 있다.

또한 네크(7)측으로부터 퍼넬(4)측에 걸쳐 외측에 편향요크(6)가 장착되어 있고, 퍼넬(4)은 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크(6)가 장착되는 위치까지, 즉 페이스 패널(3)측을 향해서 뻗은 소직경부, 이른바 요크장착부(12)를 갖는다.

페이스 패널(3)의 유효부(1)의 내면에는 청색(Blue), 녹색(Green), 적색(Red)으로 발광하는 도트(dot)형상 또는 스트라이프(stripe)형상의 3색 형광체층(16B, 16G, 16R) 및 이 형광체층 사이에 형성된 스트라이프 형상의 광차폐층(17)으로 이루어진 형광체스크린(5)이 설치되어 있다.

또한, 진공 외관용기(10) 내에는 형광체스크린(5)에 대향하여 상기 내측에 색선별 전극인 섀도우 마스크(11)가 배치되어 있다.

섀도우 마스크(11)는 다수의 전자빔 통과구멍(19)을 갖는 마스크본체(18)와, 이 마스크본체의 둘레 테두리부를 지지하는 마스크 프레임(15)을 구비하고 있다.

그리고 섀도우 마스크(11)는 마스크 프레임(15)의 코너부가 고정된 거의 쐐기형상의 탄성 지지체(13)를 페이스 패널(3)의 스커트부(2) 내면에 돌출하여 설치된 스터드핀(14)에 각각 걸어 고정하는 것에 의해 페이스 패널(3)에 지지되어 있다.

또한 네크(7) 내에는 3개의 전자빔(8)을 방출하는 전자총(9)이 설치되어 있다. 그리고 전자총(9)에서 방출되는 3개의 전자빔(8)을 편향요크(6)가 발생하는 수평, 수직편향 자계에 의해 편향하고, 섀도우 마스크(11)를 통하여 형광체스크린(5)을 수평, 수직 주사하는 것에 의해 컬러화상을 표시한다.

그리고, 음극선관에서의 편향요크(6)가 장착된 퍼넬(4)의 요크장착부(12)는 거의 각추형상으로 형성되어 있다. 여기서 편향요크(6)는 누설자계가 적은 새들(saddle)형이고 통형상의 합성수지 프레임으로 수직 편향코일, 수평 편향코일 및 코아를 고정하고 있다. 구체적으로 말하면, 각추형상의 요크장착부(12)는 관축(Z)에 수직인 단면 형상이 네크(7)와의 접속부 부근에서는 네크(7)와 같은 형인 원형상이지만 관축(Z)방향을 따른 중앙부 부근 및 형광체스크린(5)측의 단부 부근에서는 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이, 페이스 패널(3)의 유효부(1) 형상에 맞춘 대략 직사각형 형상으로 되어 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 횡단면 형상이 거의 직사각형으로 형성된 부분에 있어서, 요크장착부(12)의 횡단면 외측 윤곽은 페이스 패널(3)에 포함된 유효부(1)의 수평, 수직, 대각 방향으로 수평축(X), 수직축(Y), 대각축(D)을 가질 때, 수평축(X)상에 중심을 가진 반지름(Rx)의 한 쌍의 원호(20)와 수직축(Y)상에 중심을 가진 반지름(Ry)의 한 쌍의 원호(21)와 대각축(D) 근방에 중심을 가진 반지름(Rd)의 원호(22)를 연속시킨 거의 직사각형 형상을 이루고 있다.

특히, 편향요크(6)는 상기 페이스 패널측의 단 가장자리가 변곡점(28)의 근방에 위치하도록 장착되고 실질적으로 요크장착부(12)는 적어도 네크(7)와의 연결부로부터 단 가장자리까지가 된다. 그리고 퍼넬(4) 외면 윤곽선의 변곡점(28)은 장축(X)과 단축(Y) 및 대각축(D)에 대해 관축(Z)방향의 좌표에서 동일한 좌표로 형성된다.

즉 요크장착부(12)의 횡단면에 있어서, 내면형상은 장축(X), 단축(Y), 대각축(D)의 변곡점(28)이 관축(Z) 방향의 좌표에서 동일한 좌표로 형성되고 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크(6)의 단 가장자리에 걸친 장축방향의 내부직경(la)과 단축방향의 내부직경(sa) 및 대각축 방향의 내부직경(da)을 갖는다.

그리고, 도 4에서 요크장착부(12)는 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크(6)의 스크린측단, 즉 단 가장자리에 걸친 대각축(D) 방향의 외부직경(DA)과 장축방향의 외부직경(LA), 단축방향의 외부직경(SA)을 갖는다.

이와 같이, 요크장착부(12)는 네크(7)와의 연결부에는 네크(7)와 거의 동일한 형상의 원형 형상이지만, 형광체스크린(5)측으로 가까이 감에 따라서 대각축(D) 방향의 외부직경(DA)에 대해서 장축, 단축 방향의 외부직경(LA, SA)이 서서히 작아지도록 변화되고 관축(Z)에 수직인 횡단면에서의 형상이 거의 직사각형으로 되어 있다.

이에 대해 요크장착부(12)의 내면 형상은 도 4에 나타내는 바와 같이, 완전히 평면이 아니라 관축방향으로 돌출한 핀쿠션형상으로 되어 있다. 즉 요크장착부(12)의 관축(Z)과 직교하는 횡단면에 있어서 요크장착부의 내측 윤곽은 완전히 직사각형이 아니라 각 변이 관축(Z)방향으로 돌출한 볼록형상 곡선으로 되어 있다.

그리고 요크장착부(12)의 내측 윤곽의 단변(24)은 수평축(X)상에 꼭대기부를 가진 볼록 곡선으로 형성되며, 각 장변(25)은 수직축(V) 상에 꼭대기부를 갖는 볼록 곡선으로 형성되어 있다.

또한 내측 윤곽의 장, 단변(25, 24)을 볼록형상 곡선으로 한 경우, 장축 및 단축방향의 내부직경(la, sa)과 외부직경(LA, SA)과의 차에 의한 각 각(角)부 부근의 두께의 극도의 저하를 피하기 위해 각 각부는 내면, 외면 모두 원호형상 곡면, 즉 원호(22, 26)면으로 형성되어 있다.

이와 같은 요크장착부(12)의 내측 윤곽 형상과 장, 단변의 두께는 요크장착부(12) 내에서의 전자빔 통과영역(23)의 형상에 준하여 설정되어 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 요크장착부(12)의 횡단면의 내측 윤곽을 볼록 곡선으로 구성하는 것에 의해 전자빔 통과영역(23)에 근사한 핀쿠션형상으로 하여 요크장착부(12)의 내면을 전자빔 통과영역(23)에 가능한 한 접속시키고 있다. 예를 들면, 요크장착부(12) 내면과 전자빔 통과영역(23) 사이의 틈은 1mm 정도로 설정되어 있다.

퍼넬(4)의 요크장착부(12)를 그 횡단면의 외측 윤곽이 거의 직사각형 형상으 로, 내측 윤곽의 각 변이 관축방향으로 볼록인 곡선형상으로 하는 것에 의해 요크장착부(12)의 내면을 전자빔 통과영역(23)으로 빠듯하게 가깝게 할 수 있고, 따라서, 편향요크(6)의 편향 효율이 향상되어 편향전력의 저감을 도모할 수 있다.

이와 같이 편향요크가 장착되는 요크장착부(12)를 각추형상으로 형성하면 편향요크의 장축(수평축 : X축) 및 단축(수직축 : Y축)방향의 직경도 작게 할 수 있으므로 편향요크의 수평, 수직 편향코일을 전자빔(8)에 접근시켜 효율적으로 편향하여 편향전력을 감소시킬 수 있다.

그러나, 이와 같은 음극선관은 편향전력을 효과적으로 감소시키므로 요크장착부(12)를 직사각형에 가깝게 할수록 도 6에 도시한 바와 같이 대기압 하중(F)에 의해 평탄한 요크장착부(12)의 수평축 근방(100) 및 수직축 근방(101)이 도면 중 파선(103)으로 도시한 방향으로 일그러짐을 발생시키므로 요크장착부(12)의 수평축 및 수직축 외부면에서는 압축응력(σX, σY), 요크장착부(12)의 대각축 근방(102) 외부면에서는 큰 인장응력(σD)이 발생하여 진공 외관용기(10)의 내기압 강도를 저하시키고 안전성이 손상된다.

또한, 현재는 외광의 반사나 화상의 보기 쉬움 등이 강하게 요구되고 있고, 패널의 평탄화가 필수로 되어 있지만, 음극선관의 패널면을 평탄화하면 벌브 강도가 악화되므로, 종래에 사용된 요크장착부를 각추형상으로 한 퍼넬은 그대로 사용해도 안전상 필요한 벌브 강도를 확보할 수 없다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 다른 시도로써, 퍼넬 외형 중 장축(수평축) 방향을 평탄화함으로써, 벌브의 강도를 확보함과 아울러 편향전력 저감에 많은 영 향을 미치는 퍼넬의 수평 방향코일(수평축부)을 평탄화 시키는 시도가 미국특허 US3,591,035호에 의해 공지되어 있다.

도 7은 미국특허 US3,591,035호에 기재된 그와 같은 대략 각추형 음극선관의 하나를 표시한 것이다.

도 9는 편향요크에 있어서, 일반적인 편향코일의 공간적인 분포를 나타낸 것으로, 수평 편향코일이 퍼넬의 수직(단축부) 부근에는 거의 분포하지 않음을 나타낸 것이다.

이와 같은 음극선관은 거의 직사각형 형상의 패널(51)과 이 패널에 접합된 깔때기형상의 퍼넬(52)과, 이 퍼넬에서 뻗은 원통형상의 네크(53)를 갖는 각추형 진공 외관용기(50)에 있어서, 퍼넬(52)은 네크(53)와 연결부로부터 도 9의 각추형 편향요크(55)가 장착되는 위치까지, 즉 패널(51)측을 향해서 뻗은 소직경부, 이른바 요크장착부(54)를 갖는다.

퍼넬(52)의 요크장착부(54)는 도 8에 나타내는 바와 같이, 그 횡단면이 거의 직사각형으로 형성된 부분에 있어서, 요크장착부(54)의 횡단면 내, 외측 윤곽은 도 9의 각추형 편향요크(55)의 수평 편향코일(56)과 되도록 가깝게, 즉 수평 편향코일(56)이 전자빔에 대해 좀더 근접할 수 있도록 장축방향의 장변(54a, 54b)이 완전히 직선화 되어 있다.

즉 요크장착부(54)의 관축(Z)과 직교하는 횡단면에 있어서, 요크장착부(54)의 수평방향의 내, 외측 윤곽은 핀쿠션형상이 아니라 완전히 직선으로 되어 있고, 단축(수직축) 방향의 단변(54c, 54d)은 관축(Z)방향으로부터 돌출한 볼록형상 곡선 으로 되어 있다.

각추형 퍼넬(52)의 요크장착부(54)에 있어서의 두께는 도 10에 나타내는 바와 같이, 네크(53)와의 연결부에는 네크와 거의 동일한 형상의 원형형상 및 두께를 갖지만 퍼넬(52)측으로 가까이 감에 따라서 대각축 방향 외부직경(DA)에 대해서 단축 방향 외부직경(SA)은 서서히 작아지고 장축방향 외부직경(LA)은 서서히 커지도록 변화되고 있으며, 관축(Z)에서 수평인 단면 형상이 거의 직사각형이 되어 있으며, 이에 따라 수직방향의 두께와 수평방향의 두께 및 대각방향의 두께가 도 10에서와 같이 퍼넬(52)측으로 가까이 감에 따라 서서히 증가되도록 변화되고 있다.

편향 소비전력을 저감하기 위한 상기 각추형 요크장착부의 외형 윤곽 및 내형 윤곽의 계산에 의한 그 두께의 증가율은 도 11에 나타내는 바와 같이, 0.08이하이고, 이때 최대 응력은 1200psi 정도로서, 요크장착부(54)의 내기압 강도 향상을 도모할 수가 있다.

그리고, 전술한 편향감도를 주로 결정하는 각추형 편향요크(55)의 수평 편향코일(56)은 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 관축(Z)에 대해 수직방향으로 권선 분포(57, 57a)가 집중되어 있으며, 관축(Z)의 수직방향에 대해서는 네크 연결부와 퍼넬연결부의 중간영역에 있어 권선이 분포되어 있지 않는 영역이 존재한다.

전술한 종래의 기술에 따른 각추형 음극선관에 있어서는 관축에 수직인 요크장착부의 횡단면이 수평축을 사이에 두고 대향한 2변을 가진 직선 형상의 내, 외측 윤곽을 갖으며, 수직축을 사이에 두고 대향한 2변을 가진 내, 외측 윤곽이 관축방향으로부터 돌출한 볼록 곡선에 의해 규정되어 있음을 알 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 각추형 음극선관은 권선 분포 및 그 공간이 고려되지 않고, 그로 인해 퍼넬 외면과 각추형 편향요크 사이의 일정공간 만큼 편향코일과 전자빔간의 간격이 멀어지도록 설계되어 편향감도와 내기압강도에 대한 최적화 설계가 이루어지지 않은 문제점을 내재하고 있다.

또한 16 : 9 등의 횡장(Wide Screen;廣角) 등의 음극선관에서는 감도 및 글라스 응력의 최적화가 더욱 필요로 하는 문제점을 내재하고 있다.

즉, 광각화에 따른 퍼넬에서의 응력 집중이 요크장착부에 특히 커지며, 이로 인한 네크 섀도우를 고려할 때 최대 진공강도가 높아져 제조 공정중 배기에서 폭죽에 우려가 있고, 또 음극선관 완성 후 방폭 시험 때에 신뢰도를 보장할 수가 없는 단점을 내재하고 있다.

따라서, 관축에 대한 수평축 근방에서의 요크장착부의 두께 증가에 따른 네크 섀도우의 발생을 억제하고, 진공 외관용기의 내기압 강도를 충분히 확보하면서도 편향전력을 저감할 수 있는 음극선관이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 퍼넬에 가해지는 내기압 응력을 최소화하도록 하는 음극선관을 제공하는 것이며, 이 음극선관은 편향요크가 장착되는 요크장착부를 n등분하여 나눌 때, 각 위치에서 일정간격 당 수평방향, 수직방향 또는 대각방향의 두께의 변화량을 소정의 범위 이상으로 주는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 퍼넬의 요크장착부 내면을 전자빔의 궤적에 거의 근 사시켜 편향감도를 향상시키는 것이며, 이 음극선관은 편향요크가 장착되는 요크장착부의 두께의 증가율을 장축방향, 단축방향, 대각축방향에 따라 서로 다르게 하는 것을 특징으로 한다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 음극선관은 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 패널에 연이어지는 퍼넬, 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크 및 네크측의 단에서 패널로 뻗은 요크장착부로 이루어진 음극선관에 있어서,

요크장착부를 네크와의 연결부로부터 적어도 편향요크의 스크린측단까지로 하고, 네크와의 연결부로부터 편향요크가 장착되는 끝단부까지의 관축(Z)을 일정한 간격(Za)으로 n등분하여 나누고, n등분된 각 위치에서 수직방향인 단축방향(Y)의 요크장착부의 두께를 Tv, 수평방향인 장축방향(X)의 요크장착부의 두께를 Th, 대각방향인 대각축방향(D)의 요크장착부의 두께를 Td라 하고, 일정 간격(Za)당 상기 요크장착부의 두께 증가량을 ΔTv = Tv(n)-Tv(n-1), ΔTh = Th(n)-Th(n-1), ΔTd = Td(n)-Td(n-1)라 할 때, ΔTv/Za와 ΔTh/Za 및 ΔTd/Za 중 적어도 하나가 0.1 이상 0.4 이하의 값을 갖는 것을 특징으로 한다.

단축 방향의 요크장착부의 두께 증가율이 장축 방향 및 대각축 방향의 요크장착부의 두께 증가율보다 큰 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

일정 간격(Za)당 단축 방향의 요크장착부의 두께 증가율은 0.1 이상 0.35 이하인 것을 특징으로 한다.

ΔTv/Za와 ΔTh/Za 및 ΔTd/Za 중 적어도 하나가 0.1 이상 0.4 이하의 두께 증가율을 가지는 요크장착부의 길이는 네크와의 연결부와 퍼넬과의 연결부까지의 길이를 L이라 할 때, 4L/10 이상 7L/10 이하인 것을 특징으로 한다.

ΔTv/Za와 ΔTh/Za 및 ΔTd/Za 중 적어도 하나가 0.1 이상 0.4 이하의 두께 증가율을 가지는 요크장착부의 폭은 장축방향의 요크장착부의 폭의 5/10배 이상 7/10배 이하인 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 단축 방향, 장축 방향 및 대각축 방향의 두께 증가율을 다르게 규정함으로써, 요크장착부의 외면형상에 영향을 받는 편향감도를 저하시키지 않고도 퍼넬에 가해지는 내기압 응력을 최소화 할 수 있게 됨을 알 수가 있다.

그 결과, 광각화되는 진공 외관용기의 내기압강도가 충분히 확보되면서 편향전력이 유효하게 저감되어 고휘도화 및 고주파 편향의 요구가 만족되는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 기타의 목적, 특징 및 이점은 예시할 목적으로 도시한 첨부 도면과 관련해서 본 발명에 의한 실시 예를 가지고 이하의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 음극선관의 바람직한 실시 예 를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 본 발명의 기술은 컬러 수상관, 컬러 모니터 등과 같은 여러 가지의 영상표시장치에 적용할 수 있다.

또한, 설명에 사용되는 각 도면에 있어서, 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

또한, 이하의 설명에서는 영상을 시각적으로 표시하는 제품으로서, 영상표시 장치라 할 수 있는 컬러 음극선관의 예를 고려한다.

도 12는 본 발명의 컬러 음극선관을 뒤에서 본 사시도이고, 도 13은 도 12의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 본 단면도이며, 도 14는 도 12의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 본 단면도이다.

본 실시 예에 따른 컬러 음극선관은, 유리로 이루어진 진공 외관용기(10)를 구비하고 있다.

진공 외관용기(10)는 거의 직사각형 형상의 유효부(1) 및 이 유효부의 주변부에 설치된 스커트부(2)를 갖는 페이스 패널(3)과, 스커트부(2)에 접합된 깔때기 형상의 퍼넬(4)과, 퍼넬에서 뻗은 원통형상의 네크(7)로 구성되어 있다.

페이스 패널(3)의 유효부(1)는 음극선관의 관축(Z)을 통하여 서로 직교하는 수평축(X), 수직축(Y)을 갖는 거의 직사각형 형상으로 형성되어 있다.

또한 퍼넬(4)은 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크가 장착되는 위치까지, 즉 페이스 패널(3)측을 향해서 뻗은 소직경부, 이른바 요크장착부(200)를 갖는다.

특히, 컬러 음극선관에서의 편향요크가 장착되는 퍼넬(4)의 요크장착부(200)는 거의 각추형상으로 형성되어 있다.

구체적으로 말하면, 각추형상의 요크장착부(200)는 관축(Z)에 수직인 단면 형상이 네크(7)와의 접속부 부근에서는 네크(7)와 같은 형인 원형상이지만 관축(Z)방향을 따른 중앙부 부근 및 형광체스크린(5)측의 단부 부근에서는 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 페이스 패널(3)의 유효부(1) 형상에 맞춘 대략 직사각형 형상으로 되어 있다.

도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 횡단면 형상이 거의 직사각형으로 형성된 부분에 있어서, 요크장착부(200)의 횡단면 외측 윤곽은 유효부(1)의 수평, 수직, 대각 방향으로 수평축인 장축(X), 수직축인 단축(Y), 대각축(D)을 가질 때, 장축(X)상에 중심을 가진 반지름(Rx)의 한 쌍의 원호(204)와 단축(Y)상에 중심을 가진 반지름(Ry)의 한 쌍의 원호(202)와 대각축(D) 근방에 중심을 가진 반지름(Rd)의 원호(206)를 연속시킨 거의 직사각형 형상을 이루고 있다.

특히, 본 발명에 의한 진공 외관용기(10)의 관축(Z)을 따른 퍼넬(4)의 외면형상은 도 12에 나타내는 바와 같이, 퍼넬(4)로부터 네크(7)에 걸쳐서 퍼넬에서 바깥쪽으로 볼록하고 요크장착부(200)에서 네크측으로 오목한 거의 S자 곡선을 하고 있다.

그리고 퍼넬(4)과 요크장착부(200)의 경계는 이 곡선의 대각축(D), 장축(X), 단축(Y)에 대한 대각 변곡점(209), 장변 변곡점(208), 단변 변곡점(210)이다.

또한, 편향요크는 페이스 패널(3)측의 단 가장자리가 대각 변곡점(209)의 근방에 위치하도록 장착되고, 실질적으로 요크장착부(200)는 적어도 네크(7)와의 연결부로부터 단 가장자리까지가 된다.

도 13, 도 14에 요크장착부의 형상을 나타낸다.

도 13 및 도 14의 요크장착부(200)의 횡단면에 있어서, 내면형상은 장축(X), 단축(Y), 대각축(D)에서 관축(Z)방향의 좌표에 대해 단변 변곡점(210), 대각 변곡점(209)에 대한 장변 변곡점(208)의 위치가 다르게 형성되어 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크의 단 가장자리에 걸친 장축방향의 내부직경(lap)과 단축방향의 내부직경(sap) 및 대각축 방향의 내부직경(dap)을 갖는다.

그리고, 요크장착부(200)의 외면형상은 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크의 단 가장자리에 걸친 대각축(D) 방향의 외부직경(DAP)과, 내부직경(lap) 보다 긴 장축(X) 방향의 외부직경(LAP) 및 내부직경(sap) 보다 긴 단축(Y) 방향의 외부직경(SAP)을 갖는다.

특히, 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 요크장착부(200)의 두께는 통상 편향 기준선이라고 하는 대략 편향 중심에 해당하는 관축(Z) 단면에서의 대각축(D), 수평축(X), 수직축(Y) 방향의 내, 외부직경(lap, sap),(LAP, SAP)의 차이로 나타내고 있다.

또한, 진공응력 최대는 요크장착부(200)의 전체 영역에서 최대 응력이며, 각추형 요크장착부(200)인 경우 편향 기준선 보다 약간 형광체스크린(5)측의 요크장착부(200)의 각 각부에 인장방향의 최대 응력이 발생한다.

요크장착부(200)의 내면 형상은 도 13, 도 14에 나타내는 바와 같이, 완전한 평면이 아니라 관축(Z)방향으로 약간 돌출한 거의 직사각형 형상으로 되어 내, 외부직경(lap, sap), (Lap, SAP)의 차이에 의한 장, 단변의 두께를 가지고 있다. 즉 요크장착부(200)의 관축(Z)과 직교하는 횡단면에서 요크장착부(200)의 내측 윤곽은 완전한 직사각형이 아니라 각 변이 관축(Z)방향으로 완만하게 돌출한 곡선으로 되어 장, 단축방향의 내부직경(lap, sap)을 가지고 있다.

또한, 종래 기술에 의한 도 4, 도 5와 본 발명에 의한 도 13, 도 14의 비교 예에서도 알 수 있듯이 관축(Z)에 대한 기존의 장축(X), 단축(Y) 방향의 내부직경(la, sa)과 본 발명의 장축(X), 단축(Y) 방향의 내부직경(lap, sap)은 동일한 크기를 갖지만, 기존의 단축(Y) 방향의 외부직경(SA) 보다 본 발명의 단축(Y) 방향의 외부직경(SAP)이 더 크게 확보되어 진다.

결과적으로, 대각 변곡점(209), 단변 변곡점(210)과 장변 변곡점(208)을 관축(Z)에 대해 다른 위치에 형성함으로써, 단축(Y) 방향의 내, 외부직경(sap, SAP)의 차이인 두께가 증가되어 요크장착부(200)의 내부공간을 효율적으로 확보할 수 있다.

그리고, 요크장착부(200)의 내측 윤곽의 단변(203)은 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 수평축(X) 상에 완만한 꼭대기부를 갖는 곡선으로 형성되며, 각 장변(201)은 수직축(Y)상에 완만한 꼭대기부를 갖는 곡선으로 형성되어 있다.

이와 같이, 내측 윤곽의 각 장, 단변(201, 203)을 완만한 곡선으로 형성한 경우, 단축(Y) 방향의 내, 외부직경(sap, SAP)과의 차이인 두께가 증가되어짐으로 인하여 각 각(角)부는 내면, 외면 모두 거의 직사각형 형상의 원호면(205, 206)으로 형성하여 요크장착부(200)의 내부공간을 충분히 확보할 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 있어서의 요크장착부(200)를 네크(7)와의 연결부로부터 적어도 편향요크의 스크린측단까지로 하고, 이때 네크(7)에서 편향요크가 장작되는 단 가장자리까지의 관축(Z)을 일정한 간격(Za)으로 n등분하여 나눌 때, 각 위치에서 상기 요크장착부(200)의 장변에 대하여 수직방향인 단축(Y) 방향의 요크장착부(200)의 두께를 Tv, 상기 요크장착부(200)의 장변에 대하여 수평방향인 장축(X) 방향의 요크장착부(200)의 두께를 Th, 단축(Y) 방향과 장축(X) 방향 사이의 대각방향인 대각축(D) 방향의 요크장착부(200)의 두께를 Td 라하고, 일정 간격(Za) 당 각 두께의 변화량을 도 15에 나타내는 바와 같이, ΔTv = Tv(n)-TV(n-1), ΔTh = Th(n)-Th(n-1), ΔTd = Td(n)-Td(n-1)라 할 때, ΔTv/Za와 ΔTh/Za 및 ΔTd/Za 중 적어도 하나가 0.1 이상 0.4 이하의 값을 갖도록 규정을 하는 것이다.

또한, 요크장착부(200)의 외형 윤곽 및 내형 윤곽에 있어서, 계산에 의한 그 두께 증가율은 0.1 이상의 값을 갖는 영역이 존재하며, 특히 본 발명에서의 요크장착부(200)는 도 16과 같이, 단축(Y) 방향의 요크장착부(200)의 두께 증가율(ΔTv/Za)을 장축(X) 방향이나 대각축(D) 방향의 요크장착부(200)의 두께 증가율(ΔTh/Za, ΔTd/Za)에 비해서 크게 함을 특징으로 하고 있다.

이와 같이, 요크장착부(200)의 외형 윤곽 및 내형 윤곽에 있어서, 장축(X), 대각축(D) 방향의 두께 증가율 보다 단축(Y) 방향의 두께 증가율(ΔTv/Za)을 크게 함으로써, 진공에 의해서 각추(角錐)화 된 퍼넬(4)의 요크장착부(200)가 수축될 때 수축량을 작게 하여 줌으로써, 그 결과 모서리 부분에 인가되는 인장응력을 줄일 수가 있으며, 이때 최대 내기압응력은 900psi 이하로서, 요크장착부(200)의 내기압 강도 향상을 도모할 수가 있다.

또한, 본 발명에서의 실험결과 요크장착부(200)에서의 두께 증가율은 도 16에 나타내는 바와 같이, 0.1 내지 0.35인 범위에서 편향감도 및 내기압 강도가 최적화 되었고, 네크(7)와의 연결부로부터 퍼넬 연결부까지의 길이를 요크장착부(200)의 길이 "L"로 하였을 때 그 두께 증가율이 0.1 내지 0.35인 구간은 4L/10 내지 7L/10으로 할 때 편향감도 및 내기압 강도가 최적화 되었다.

그리고, 4L/10 이하의 구간에서는 네크(7)의 두께 설계 및 편향요크의 보조코일의 감도저하가 발생하였고, 7L/10 이상의 구간에서는 퍼넬(4)의 글라스 두께의 과도한 증가 및 감도저하의 문제점이 발생하였다.

특히, ΔTv/Za와 ΔTh/Za 및 ΔTd/Za 중 적어도 하나가 0.1 이상 0.4 이하의 두께 증가율을 가지는 요크장착부(200)의 폭을 장축방향(X)의 요크장착부(200)의 폭의 5/10배 이상 7/10배 이하로 함으로써 편향감도 및 내기압 강도가 최적화 되었으며, 7/10 이상의 구간에서는 편향요크의 감도가 현저하게 저하되는 문제점이 발생하였다.

결과적으로, 본 발명에서의 요크장착부(200)의 외형 윤곽 및 내형 윤곽의 두께 증가율에 있어서, 장축 및 대각축 방향의 두께 증가율 보다 단축 방향의 두께 증가율을 크게 함으로써 편향감도 및 내기압 강도 향상을 도모할 수 있다.

한편, 비교 예로서, 종래의 기술, 즉 다시 말해서 퍼넬의 요크장착부의 외면 윤곽선의 변곡점이 장축, 단축 대각축에 대해 관축방향의 좌표에서 동일한 좌표로 형성되고, 또한 요크장착부를 관축의 단면상에서 장, 단변의 두께를 증가시켜 진공 외관용기의 내기압 강도를 향상시킨 것과는 달리, 본 발명은 편향요크가 장착되는 요크장착부를 n등분하여 나눌 때, 각 위치에서 일정한 간격 당 수평방향, 수직방향 또는 대각방향의 두께의 변화량을 달리 주어 퍼넬의 요크장착부 외면 형상에 영향을 받는 편향감도 및 내기압응력을 최소화시키게 됨을 알 수 있다.

이 결과에서, 본 발명에 의하면 퍼넬의 요크장착부 내면은 전자빔의 궤적에 거의 근사시키고 퍼넬에 걸리는 응력을 저감시킴으로써, 광각화되는 진공 외관용기의 내기압 강도가 충분히 확보되고, 또한 편향전력을 유효하게 저감할 수 있는 이점이 있다.

이상에서와 같이, 본 실시 예에서는 요크장착부의 외형 윤곽 및 내형 윤곽의 두께 증가율에 있어서, 단축방향의 두께 증가율을 장축 및 대각축 방향의 두께 증가율에 비해 크게 함으로써, 요크장착부의 내면에서의 네크 섀도우가 발생되지 않고 또한, 광각화에 따른 퍼넬에서의 응력이 최적화 되어 진공 외관용기의 내기압 강도 및 편향감도의 향상을 확보할 수 있다.

이 적용례에 의하면, 퍼넬의 요크장착부의 외형 및 내형 윤곽의 두께 증가율을 다르게 하여 줌으로써, 진공 외관용기의 내가압 강도 및 편향감도의 향상이 충분히 확보됨은 물론 음극선관에 대한 신뢰성 향상을 도모할 수가 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 것은, 본 발명에 따른 음극선관에 의하면, 편향요크가 장착되는 각추형 요크장착부의 외형 윤곽 및 내형 윤곽에 있어서, 단축, 장축 및 대각축 방향의 두께 증가율과 범위를 최적화 하여 편향감도를 저하시키지 않고 퍼넬의 내기압 강도를 보강할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 상기 패널에 연이어지는 퍼넬, 상기 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 상기 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크 및 상기 네크측의 단에서 상기 패널로 뻗은 요크장착부로 이루어진 음극선관에 있어서,

   상기 요크장착부를 상기 네크와의 연결부로부터 적어도 편향요크의 스크린측단까지로 하고,

   상기 네크와의 연결부로부터 상기 편향요크가 장착되는 끝단부까지의 관축(Z)을 일정한 간격(Za)으로 n등분하여 나누고,

   상기 n등분된 각 위치에서 상기 요크장착부의 장변에 대하여 수직방향인 단축방향(Y)의 상기 요크장착부의 두께를 Tv, 상기 요크장착부의 장변에 대하여 수평방향인 장축방향(X)의 상기 요크장착부의 두께를 Th, 상기 단축방향과 상기 장축방향 사이의 대각방향인 대각축방향(D)의 상기 요크장착부의 두께를 Td라 하고,

   상기 일정 간격(Za)당 상기 요크장착부의 두께 증가량을 ΔTv = Tv(n)-Tv(n-1), ΔTh = Th(n)-Th(n-1), ΔTd = Td(n)-Td(n-1)라 할 때,

   ΔTv/Za와 ΔTh/Za 및 ΔTd/Za 중 적어도 하나가 0.1 이상 0.4 이하의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단축 방향의 요크장착부의 두께 증가율이 상기 장축 방향 및 상기 대각축 방향의 요크장착부의 두께 증가율보다 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 음극선관.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 일정 간격(Za)당 상기 단축 방향의 요크장착부의 두께 증가율은 0.1 이상 0.35 이하인 것을 특징으로 하는 음극선관.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 ΔTv/Za와 상기 ΔTh/Za 및 상기 ΔTd/Za 중 적어도 하나가 0.1 이상 0.4 이하의 두께 증가율을 가지는 요크장착부의 길이는 상기 네크와의 연결부와 상기 퍼넬과의 연결부까지의 길이를 L이라 할 때, 4L/10 이상 7L/10 이하인 것을 특징으로 하는 음극선관.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 ΔTv/Za와 상기 ΔTh/Za 및 상기 ΔTd/Za 중 적어도 하나가 0.1 이상 0.4 이하의 두께 증가율을 가지는 요크장착부의 폭은

   상기 장축방향의 요크장착부의 폭의 5/10배 이상 7/10배 이하인 것을 특징으로 하는 음극선관.

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