KR100692043B1 - 음극선관 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 편향요크가 장착되는 각추형 요크장착부의 두께를 최적화 하여 편향전력의 저감과 편향감도를 향상시키도록 하는 음극선관에 관한 것이다.

개시된 음극선관은, 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 이 패널에 연이어지는 퍼넬, 이 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크 및 네크측의 단에서 패널측으로 뻗은 각추형의 요크장착부로 이루어진 음극선관에서 편향요크가 장착되는 요크장착부의 외면 형상이 대각축을 기준으로 하였을 때, 수평축과 수직축 방향으로 가면서 관축에 대해 패널방향으로 갈수록 증가하는 핀쿠션 형상을 가지며, 이때, 요크장착부의 외면에 대한 수평축의 핀쿠션 량을 Px, 수직축상의 핀쿠션 량을 Py라 할 때, 상기 대각축을 기준으로 0.05mm ≤ Px ≤ 2.5mm와 0.05mm ≤ Py ≤ 2.0mm의 범위를 갖는다.

이에 따라 광각화되는 음극선관에서 내기압 강도가 충분히 확보되면서도 편향전력이 유효하게 저감되어 고휘도화 및 고주파 편향의 요구가 만족되는 이점이 있다.

Description

음극선관{Cathode-ray tube}

도 1 내지 도 5는 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 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 본 단면도이고,

도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 본 단면도이고,

도 5는 상기 컬러 음극선관의 요크장착부의 내면 및 외면 형상을 설명하기 위한 상기 도 4에 대응하는 단면도이고,

도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 음극선관의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 구성도로서,

도 6은 상기 음극선관을 뒤에서 본 사시도이고,

도 7은 도 6의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 본 단면도이고,

도 8은 도 6의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 본 단면도이고,

도 9는 도 6의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 본 단면도로, 관축을 중심으로 하여 상반부를 도시한 것이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 유효부 2 : 스커트부

3 : 패널 4 : 퍼넬

7 : 네크 8 : 전자빔

9 : 전자총 10 : 진공 외관용기

100 : 요크장착부 101 : 장변 변곡점

102 : 대각 변곡점 103 : 단변 변곡점

104 : 장변 105, 107 : 곡면

106 : 단변 113 : 편향 기준선

본 발명은 컬러 수상관, 컬러 모니터 등의 음극선관에 관한 것으로, 특히 광각화되는 진공 외관용기의 요크장착부를 각추(角錐)화하여 내기압 강도를 충분히 확보하면서 편향전력의 감소와 편향감도의 극대화를 양립하도록 하는 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 및 도 2에 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 패널(3)과, 스커트부(2)에 접합된 깔때기 형상의 퍼넬(4)과, 퍼넬에서 뻗은 원통형상의 네크(7)로 구성되어 있다.

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 패널(3)측을 향해서 뻗은 소직경부, 이른바 요크장착부(12)를 갖는다.

패널(3)의 유효부(1)의 내면에는 청색(Blue), 녹색(Green), 적색(Red)으로 발광하는 도트(dot)형상 또는 스트라이프(stripe)형상의 3색 형광체층 및 이 형광체층 사이에 형성된 스트라이프 형상의 광차폐층으로 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.

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 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 패널(3)의 유효부(1) 형상에 맞춘 대략 직사각형 형상으로 되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 횡단면 형상이 거의 직사각형으로 형성된 부분에 있어서, 요크장착부(12)의 횡단면 외측 윤곽은 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(19)와 수직축(Y)상에 중심을 가진 반지름(Ry)의 한 쌍의 원호(20)와 대각축(D) 근방에 중심을 가진 반지름(Rd)의 원호(21)를 연속시킨 거의 직사각형 형상을 이루고 있다.

특히, 편향요크(6)는 상기 패널측의 단 가장자리가 변곡점(26)의 근방에 위치하도록 장착되고 실질적으로 요크장착부(12)는 적어도 네크(7)와의 연결부로부터 단 가장자리까지가 된다. 그리고 퍼넬(4) 외면 윤곽선의 변곡점(26)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(26)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 3에서 요크장착부(12)는 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크(6)의 스크린측단, 즉 단 가장자리에 걸친 대각축(D) 방향의 외부직경(DA)과 장축방향 의 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 3에 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(23)은 수평축(X)상에 꼭대기부를 가진 볼록 곡선으로 형성되며, 각 장변(24)은 수직축(V) 상에 꼭대기부를 갖는 볼록 곡선으로 형성되어 있다.

또한 내측 윤곽의 장, 단변(24, 23)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(21, 25)면으로 형성되어 있다.

이와 같은 요크장착부(12)의 내측 윤곽 형상과 장, 단변의 두께는 요크장착부(12) 내에서의 전자빔 통과영역(22)의 형상에 준하여 설정되어 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 요크장착부(12)의 횡단면의 내측 윤곽을 볼록 곡선으로 구성하는 것에 의해 전자빔 통과영역(22)에 근사한 핀쿠션형상으로 하여 요크장착부(12)의 내면을 전자빔 통과영역(22)에 가능한 한 접속시키고 있다. 예를 들면, 요크장착부(12) 내면과 전자빔 통과영역(22) 사이의 틈은 1mm 정도로 설정되어 있다.

전술한 요크장착부(12)의 횡단면의 내측 윤곽 형상은 이하와 같이 정의 할 수 있다. 즉 도 5에 나타내는 바와 같이, 요크장착부(12)의 관축(Z)과 직교하는 횡단면에 있어서, 관축(Z)을 통해 수평축(X)에 대해 각도(θ)를 이루는 직선(A)과 요크장착부(12) 내측 윤곽과의 교점을 Pi(θ), 그리고 Pi(θ)와 수평축(X)과의 최단거리를 Piv(θ), 그리고 Pi(θ)와 수직축(Y)과의 최단거리를 Pih(θ)라고 가정한 경우에, 요크장착부(12)의 내측 윤곽은 Piv(θ)가 각도 θ₀(0 < θ₀ < 90)으로 최대값 또는 최소값(dPiv(θ₀)/dθ = 0)을 갖는 비단조 증가 또는 비단조 감소 함수로 나타내며, 마찬가지로 Pih(θ)는 각도 θ₀(0 < θ₀ < 90)으로 최대값(dPih(θ ₀)/dθ = 0)을 갖는 비단조 증가 또는 비단조 감소 함수로 나타내는 형상으로 형성되어 있다. 즉 요크장착부(12)의 내면은 수직축(Y) 또는 수평축(X)에 대해 관축(Z)방향으로 볼록이 되는 부분을 가진 형상으로 되어 있다.

이상과 같이, 퍼넬(4)의 요크장착부(12)를 그 횡단면의 외측 윤곽이 대각축을 기준으로 했을 때 곡면이 아닌 거의 직사각형 형상으로, 내측 윤곽의 각 변이 관축방향으로 볼록인 곡선형상으로 하는 것에 의해 요크장착부(12)의 내면을 전자 빔 통과영역(22)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.

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, 이와 같은 음극선관은 퍼넬과 요크장착부와의 변곡점 위치가 장축, 단축, 대각축에서 관축방향의 좌표에 대해 동일한 좌표로 형성, 즉 요크장착부의 외면형상이 대각축을 기준으로 했을 때 곡면이 아닌 일정한 직선 형태로 구성되어 장, 단변의 두께 증가로 대기압에 의해서 발생되는 최대 진공응력을 감소시키고는 있으나, 이는 장, 단변의 두께 증가에 의해서 편향전력이 증대하고, 또한 편향요크의 전후 조정 때 전자빔의 편향각에 따라서 퍼넬 외면과 각추형 편향요크 사이의 일정공간 만큼 편향코일과 전자빔간의 간격이 멀어지도록 설계되어 있어 편향감도에 대한 최적화 설계가 이루어지지 않은 문제점을 내재하고 있다.

또한, 요크장착부의 내측 윤곽을 안쪽으로 볼록한 핀쿠션 형상으로 구성함으로 인하여 같은 외측 윤곽의 크기에서 상대적으로 내부공간 확보자체가 어렵고 또 내, 외부 직경의 차이인 두께가 커져 재료비 및 무게가 가중되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전자빔의 편향각에 따라 전자빔과 편향코일의 자계를 최대한 근접시켜 편향전력의 저감과 편향감도를 극대화 하도록 하는 음극선관을 제공하는 것이며, 이 음극선관은 퍼넬의 요크장착부의 대각축을 기준으로 해서 전자빔의 편향각에 따라 요크장착부의 외면 윤곽선이 X, Y축으로 가면서 일정한 곡면 형상의 핀쿠션을 가지도록 함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 요크장착부의 두께를 최소화하면서도 내기압 강도를 증대시키도록 하는 음극선관을 제공하는 것이며, 이 음극선관은 요크장착부의 X, Y축 방향의 얇은 부분에 대해 강화유리를 사용하여 치유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은 요크장착부의 내측 윤곽을 크게하여 요크장착부의 내부공간을 최대한 확보하도록 하는 음극선관을 제공하는 것이며, 이 음극선관은 요크장착부의 내측 윤곽선을 네크 실링면 방향으로 볼록한 배럴형으로 하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 측면에 따른 음극선관은, 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 이 패널에 연이어지는 퍼넬, 이 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 상기 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크 및 상기 네크측의 단에서 패널측으로 뻗은 각추형의 요크장착부로 이루어진 음극선관에 있어서:

수평축, 수직축 및 대각축에서 상기 네크와 퍼넬의 경계를 이루는 상기 요크장착부의 외면 윤곽선이 편향각과 함수관계가 되도록 상기 대각축을 기준으로 하였을 때, 상기 수평축과 수직축 방향으로 가면서 관축에 대해 패널방향으로 갈수록 증가하는 핀쿠션 형상을 가지며, 상기 요크장착부의 내면 윤곽은 상기 수평축, 수직축 및 대각축상에 중심을 가진 반지름의 한 쌍의 원호를 연속시킨 대략 직사각형 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 요크장착부의 외면 윤곽선에 대한 상기 수평축의 핀쿠션 량을 Px, 수직축상의 핀쿠션 량을 Py라 할 때, 상기 수평축 및 수직축상의 핀쿠션 량은 0.05mm ≤ Px ≤ 2.5mm와 0.05mm ≤ Py ≤ 2.0mm의 범위로 규정한 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 요크장착부의 외면 윤곽선의 관축에 대한 핀 쿠션의 범위는 상기 형광체 스크린의 대각단과 관축의 상기 스크린에서 전자총측의 점을 연결하는 직선이 관축과 이루는 각도가 상기 음극선관의 편향각의 1/2이 되는 관축상의 점을 편향 기준선 R/L이라 할 때, 상기 편향 기준선을 기준으로 상기 수평축상의 핀쿠션 범위를 Wx, 상기 수직축상의 핀쿠션 범위를 Wy라 하면, R/L-20.0mm ≤ (Wx, Wy) ≤ R/L+40.0mm의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 음극선관에 의하면, 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 이 패널에 연이어지는 퍼넬, 이 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 상기 형광체 스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크 및 상기 네크측의 단에서 패널측으로 뻗은 각추형의 요크장착부로 이루어진 음극선관에 있어서:

수평축, 수직축 및 대각축상에서 상기 네크와 퍼넬의 경계를 이루는 상기 요크장착부의 외면 윤곽선이 편향각과 함수관계가 되도록 상기 대각축을 기준으로 하였을 때, 상기 수평축과 수직축 방향으로 가면서 관축에 대해 패널방향으로 갈수록 증가하는 대략 핀쿠션 형상을 갖으며, 상기 요크장착부의 내면 윤곽선은 상기 수평축과 수직축 방향으로 가면서 관축에 대해 네크 실링면 방향으로 갈수록 증가하는 대략 배럴형 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 음극선관에 의하면, 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 이 패널에 연이어지는 퍼넬, 이 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 상기 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크 및 상기 네크측의 단에서 패널측으로 뻗은 각추형의 요크장착부로 이루어진 음극선관에 있어서:

상기 형광체 스크린의 대각단과 관축의 상기 스크린에서 전자총측의 점을 연결하는 직선이 관축과 이루는 각도가 상기 음극선관의 편향각의 1/2이 되는 관축상의 점을 편향 기준위치로 할 때, 상기 편향 기준위치에서의 관축에 수직인 횡단면의 상기 요크장착부 외면 형상은 관축방향으로 돌출한 상기 스크린에 기준한 대략 핀쿠션 형상이고, 상기 편향 기준위치를 기준으로 상기 요크장착부의 내면 형상은 네크 실링면쪽으로 증가하는 대략 배럴형 형상으로 형성한 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 편향요크가 장착되는 요크장착부의 외면 형상을 대각축으로 기준으로 했을 때 수평축 및 수직축 방향으로 가면서 관축에 대해 패널방향으로 갈수록 증가하는 핀쿠션 형상을 갖고 내면 형상은 네크 실링면으로 갈수록 증가하는 배럴형으로 함으로써, 전자빔과 편향코일의 자계가 근접되어 편향됨을 알 수 있다.

그 결과, 광각화되는 진공 외관용기의 내기압 강도가 충분히 확보되면서 편향전력이 유효하게 저감되어 편향감도가 향상되는 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 예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 본 발명의 기술은 컬러 수상관, 컬러 모니터 등과 같은 여러 가지의 영상표시기기에 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 기기라 할 수 있는 컬러 음극선관의 예를 고려한다.

도 6은 본 발명의 컬러 음극선관을 뒤에서 본 사시도이고, 도 7은 도 6의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 본 단면도이며, 도 8은 도 6의 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 패널(3)과, 스커트부(2)에 접합된 깔때기 형상의 퍼넬(4)과, 이 퍼넬에서 뻗은 원통형상의 네크(7)로 구성되어 있다.

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 패널(3)측을 향해서 뻗은 소직경부, 이른바 요크장착부(100)를 갖는다.

특히, 컬러 음극선관에서의 편향요크가 장착되는 퍼넬(4)의 요크장착부(100)는 거의 각추형상으로 형성되어 있다.

구체적으로 말하면, 각추형상의 요크장착부(100)은 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 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 핀쿠션 형상으로 되어 있다.

도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 횡단면 형상이 대략 핀쿠션형으로 형성된 부분에 있어서, 요크장착부(100)의 횡단면 외측 윤곽은 유효부(1)의 수평, 수직, 대각 방향으로 수평축(X), 수직축(Y), 대각축(D)을 가질 때, 수평축(X)상에 중심을 가지고 오목한의 한 쌍의 곡면(107)과 수직축(Y)상에 중심을 가지고 오목한 한 쌍의 곡면(105)과 대각축(D) 근방에 중심을 가진 반지름(Rd)의 원호(109)를 연속시킨 소위 핀쿠션 형상을 이루고 있다.

특히, 본 발명에 의한 진공 외관용기(10)의 관축(Z)을 따른 퍼넬(4)의 외면 형상은 도 6 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 퍼넬(4)로부터 네크(7)에 걸쳐서 퍼넬에서 바깥쪽으로 볼록하고 요크장착부(100)에서 네크측으로 오목한 거의 S자 곡선을 하고 있다.

그리고 퍼넬(4)과 요크장착부(100)의 경계는 이 곡선의 장축(X), 대각축(D), 단축(Y)에 대한 장변 변곡점(101), 대각 변곡점(102), 단변 변곡점(103)이다.

또한, 편향요크(6)는 도 9에 나타내는 바와 같이, 패널(3)측의 단 가장자리(113)가 대각 변곡점(102)의 근방에 위치하도록 장착되고, 실질적으로 각추형 요크장착부(100)는 적어도 네크(7)와의 연결부(111)로부터 단 가장자리(113)까지가 된다.

도 7 및 도 8에 요크장착부의 형상을 나타낸다.

도 7 및 도 8의 요크장착부(100)의 횡단면에 있어서, 내면형상은 장축(X), 단축(Y), 대각축(D)에서 관축(Z)방향의 좌표에 대해 대각 변곡점(102)에 대한 장변 변곡점(101), 단변 변곡점(103)의 위치가 다르게 형성되어 네크(7)와의 연결부(111)로부터 편향요크(6)의 단 가장자리(113)에 걸친 장축방향의 내부직경(Lap)과 단축방향의 내부직경(Sap) 및 대각축 방향의 내부직경(dap)을 갖는다.

그리고, 요크장착부(100)의 외면형상은 네크(7)와의 연결부(111)로부터 편향요크의 단 가장자리(113)에 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.

도 8에 나타내는 바와 같이, 요크장착부(100)의 두께는 통상 편향 기준선(112)이라고 하는 대략 편향 중심에 해당하는 관축(Z) 단면에서의 대각축(D), 수평축(Y), 수직축(Y) 방향의 내, 외부직경(Lap, Sap),(LAP, SAP)의 차이로 나타내고 있다.

또한, 진공응력 최대는 요크장착부(100)의 전체 영역에서 최대 응력이며, 각추형 요크장착부(100)인 경우 편향 기준선(112) 보다 약간 형광체스크린(5)측의 요크장착부(100)의 각 각부에 인장방향의 최대 응력이 발생한다.

전술한 요크장착부(100)의 외면 형상은 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 완전한 평면이 아니라 관축(Z)방향으로 약간 돌출한 핀쿠션 형상으로 되어 내, 외부직경(Lap, Sap),(LAP, SAP)의 차에 의한 장, 단변의 두께를 가지고 있다. 즉 요크장착부(100)의 관축(Z)과 직교하는 횡단면에서 요크장착부(100)의 외면 형상은 완전한 직사각형이 아니라 각 변이 관축(Z)방향으로 완만하게 돌출한 곡면으로 되어 장, 단축방향의 외부직경(LAP, SAP)을 가지고 있다.

그리고, 요크장착부(100)의 관축(Z)과 직교하는 횡단면에서 요크장착부(100)의 내면 형상은 완전한 직사각형이 아니라 각 변이 네크(7) 실링면 방향으로 완만하게 돌출한 곡면으로 되어 장, 단축방향의 내부직경(Lap, Sap)을 가지고 있다.

또한, 종래 기술에 의한 도 3, 도 4와 본 발명에 의한 도 7, 도 8의 비교 예에서 대각축(D)을 기준으로 했을 때, 관축(Z)에 대한 기존의 수평축(X), 수직축(Y) 방향의 외부직경(LA, SA) 보다 본 발명의 수평축(X), 수직축(Y) 방향의 외부직경(LAP, SAP)이 더 작게 확보되고, 또한 기존의 수평축(X), 수직축(Y) 방향의 내부직경(La, Sa) 보다 본 발명의 수평축(X), 수직축(Y) 방향의 내부직경(Lap, Sap)이 더 크게 확보되어짐을 알 수 있다.

그리고, 요크장착부(100)의 내측 윤곽의 단변(106)은 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 수평축(X) 상에 중심을 가진 반지름의 한 쌍의 곡선으로 형성되며, 각 장변(104)은 수직축(Y) 상에 중심을 반지름의 한 쌍의 곡선으로 형성되어 있다.

이와 같이, 요크장착부(100)의 내측 윤곽의 각 장, 단변(104, 106)을 완만한 곡선으로 형성한 경우, 수평축(X), 수직축(Y) 방향의 내, 외부직경(Lap, LAP)(Sap, SAP)과의 차이인 두께가 비교적 얇아짐으로 인하여 각 각(角)부는 내면, 외면 모두 곡선형의 원호면(108, 109)으로 형성하여 요크장착부(100)의 내부공간을 충분히 확보할 수 있다.

특히, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 각추형 각추형 요크장착부(100)의 형상을 갖는 광각편향(대각 편향각이 95도 이상인 음극선관)의 경우, 편향요크(6)의 전후 조정 때 전자빔의 편향각에 따라서 편향코일의 내면을 설계할 경우에는 그 만큼 전자빔과 편향코일의 자계와 근접시켜 전자빔을 편향시켜야만이 편향전력이 적게 들어 편향감도가 좋아진다. 따라서, 상기 편향코일의 내면과 일정한 갭(GAP)이 존재하도록 요크장착부(100)의 외면 형상을 전술한 바와 같이, 수평축(X) 및 수직축(Y)에 근접시켜 일정한 곡면이 형성되도록 해야만 한다.

즉 본 발명에서의 요크장착부(100)의 형상은, 앞에서 설명한 바와 같이, 그 외면 형상이 편향각과 함수관계가 되도록 대각축(D)을 기준으로 했을 때, 수평축(X)과 수직축(Y) 방향으로 가면서 관축(Z)에 대해 패널(3) 방향으로 갈수록 증가는 핀쿠션 형으로 형성되고, 요크장착부(100)의 내면 형상은 수평축(X)과 수직축(Y) 방향으로 가면서 관축(Z)에 대해 네크(7) 실리명 방향으로 갈수록 증가하는 대략 배럴형으로 형성된다.

여기서, 요크장착부(100)의 외면에 대한 수평축(X)상의 핀쿠션 량을 Px, 수직축(Y)상의 핀쿠션 량을 Py라 할 때, 상기 수평축상의 핀쿠션 량(Px)을 대략 0.05mm 이상에서부터 2.5mm 내의 범위로 규정하고 상기 수직축상의 핀쿠션 량(Py)은 0.05mm 이상에서부터 2.0mm 내의 범위로 규정하는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이, 핀쿠션 량을 설정함으로써, 그 만큼 전자빔과 편향요크의 편향코일의 자계와 근접하므로 전자빔을 편향시키는 파워가 적게들어 편향감도가 향상된다.

또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 요크장착부(100)의 외면 형상의 관축(Z)에 대한 핀쿠션의 범위(W)는 형광체 스크린(5)의 대각단과 관축(Z)의 형광체 스크린(5)에서 전자총(9)측의 점을 연결하는 직선이 관축(Z)과 이루는 각도가 음극선관의 편향각의 1/2이 되는 관축상의 점을 편향 기준선(112) R/L이라 할 때, 이 편향 기준선(R/L)을 기준으로 수평축(X)상의 핀쿠션 범위를 Wx, 수직축(Y)상의 핀쿠션 범위를 Wy라 하면, R/L-20.0mm ≤ (Wx, Wy) ≤ R/L+40.0mm의 범위로 규정하는 것을 특징으로 하고 있다.

이때, 요크장착부(100)의 관축(Z)에 직교하는 수평축(X) 및 수직축(Y)의 두께가 비교적 얇아짐에 따라 그 부분에서 강도가 약해질 수도 있으나, 이 부분에 대 해 강화유리제를 사용하여 내기압 강도를 충분히 보강할 수도 있다.

결과적으로, 본 발명에서의 요크장착부(100)의 외면 및 내면의 두께 감소율에 있어서, 대각축을 기준으로 수평축 및 수직축 방향의 두께를 내기압 강도에 견딜 수 있는 최소한의 한도 내에서 감소시킴으로써, 그 만큼 전자빔과 편향요크(6)의 자계가 근접되며 이것에 의해 편향전력은 저감되는 반면에 편향감도는 향상된다.

한편, 비교 예로서, 종래의 기술, 즉 다시 말해서 각추형 요크장착부는 대각축을 기준으로 했을 때, 그 외면 형상이 일정한 직선형태를 가지는 것과는 달리, 본 발명은 편향요크가 장착되는 요크장착부의 외면 형상이 대각축을 기준으로 했을 때 수평축, 수직축 방향으로 편향각에 따라서 일정한 곡면을 주어 퍼넬의 요크장착부 외면 형상에 영향을 받는 편향감도를 극대화시키게 됨을 알 수 있다.

이 결과에서, 본 발명에 의하면 퍼넬의 요크장착부 외면은 전자빔의 궤적에 거의 근사시키고 내면은 배럴형으로 하여 내부공간을 충분히 확보시킴으로써, 광각화되는 진공 외관용기의 내기압 강도가 충분히 확보되면서도 편향전력이 유효하게 저감되어 편향감도가 향상되는 이점이 있다.

이상에서와 같이, 본 실시 예에서는 요크장착부의 외면형상을 핀쿠션형으로, 내면 형상을 배럴형으로 형성함으로써, 전자빔 편향궤적에 대해서 간섭이 발생하지 않고 또한, 전자빔과 편향요크의 자계와의 거리가 최적화되어 편향전력의 저감과 편향감도의 향상을 확보할 수 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, 각추형 요크장착부 형상을 갖는 광각편향인 음극선관의 경우에 있어서, 편향요크의 전후 조정 때 전자빔의 편향각에 따라 편향요크의 내면을 설계할 경우에 그 만큼 전자 빔과 편향요크의 자계가 근접하므로 전자빔을 편향시키는 편향전력이 유효하게 저감되어 편향감도가 향상되고 편향요크의 효율이 극대화 되는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 이 패널에 연이어지는 퍼넬, 이 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 상기 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크 및 상기 네크측의 단에서 패널측으로 뻗은 각추형의 요크장착부로 이루어진 음극선관에 있어서:

   상기 요크장착부의 외면 윤곽선은 관축을 수직하는 횡단면의 수평축, 수직축 및 대각축에서 상기 대각축을 기준으로 상기 수평축과 상기 수직축 방향으로 가면서 핀쿠션 형상을 가지며, 상기 핀쿠션 형상이 상기 관축에 대해 상기 패널 방향으로 갈수록 증가하고, 상기 요크장착부의 내면 윤곽선은 상기 대각축을 기준으로 상기 수평축과 상기 수직축 방향으로 가면서 배럴형 형상을 가지며, 상기 배럴형 형상이 상기 관축에 대해 상기 네크의 실링면 방향으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 형광체 스크린의 대각단과 관축의 상기 스크린에서 전자총측의 점을 연결하는 직선이 관축과 이루는 각도가 상기 음극선관의 편향각의 1/2이 되는 관축상의 점을 편향 기준선 위치로 할 때, 상기 편향 기준선 위치에서의 관축에 수직인 횡단면의 상기 요크장착부의 외면 윤곽선은 관축방향으로 돌출한 상기 스크린에 기준한 핀쿠션 형상이고, 상기 편향 기준선을 기준으로 상기 요크장착부의 내면 윤곽선은 네크 실링면쪽으로 증가하는 배럴형 형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 음극선관.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 요크장착부의 외면 윤곽선의 관축에 대한 핀 쿠션의 범위는 상기 편향 기준선을 R/L이라 할 때, 상기 편향 기준선을 기준으로 상기 수평축상의 핀쿠션 범위를 Wx, 상기 수직축상의 핀쿠션 범위를 Wy라 하면, R/L-20.0mm ≤ (Wx, Wy) ≤ R/L+40.0mm의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 요크장착부의 외면 윤곽선에 대한 상기 수평축의 핀쿠션 량을 Px, 수직축상의 핀쿠션 량을 Py라 할 때, 상기 수평축 및 수직축상의 핀쿠션 량은 0.05mm ≤ Px ≤ 2.5mm, 0.05mm ≤ Py ≤ 2.0mm의 범위인 것을 특징으로 하는 음극선관.

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