KR100747362B1 - 칼라 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 스커트를 갖는 패널과, 상기 패널 스커트의 실(Seal)부에 결합되는 펀넬과, 상기 패널의 스커트 외측에 장착되는 보강밴드를 갖는 음극선관에 있어서, 상기 패널 스커트의 외면은 몰드 매치 라인을 중심으로 스크린측으로 몰드 인 앵글로 경사져 있고, 상기 보강밴드는 경사진 부분에 밀착되게 절곡되며, 상기 보강밴드의 절곡각은 상기 패널의 몰드 인 앵글보다 크게 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 본 발명은 패널의 제조 특성상 외주면에 각도를 형성시키더라도 보강밴드와 패널의 각도 차이에 의해 보강밴드압이 인가되지 않는 현상을 없애줌으로써, 패널의 방폭 특성을 유리하게 하도록 하며 시뮬레이션 결과에 대한 신뢰성이 확보됨으로서 최적의 설계값 접근을 용이하게 하는 효과가 있다.

음극선관, 패널, 펀넬, 보강밴드, 절곡각

Description

칼라 음극선관{The color Cathord-Ray Tube}

도 1은 일반적인 음극선관의 단면도,

도 2는 진공압 분포 및 보강밴드압 작용상태를 나타낸 도면,

도 3은 패널의 제작금형과 패널의 일부를 나타내는 부분 확대단면도,

도 4는 보강밴드 단면 형상 및 패널 외주장을 나타낸 도면,

도 5는 밴드의 내주장, 외주장 측정면을 나타낸 부분 확대도면,

도 6a, 도 6b, 도 6c는 종래기술과 비교하여 보강밴드의 변형정도를 비교하여 나타낸 도면,

도 7a, 도 7b는 패널에서 보강밴드 분리시 표면자국을 나타낸 도면,

도 8은 볼 실험시 스크린면의 드랍상태를 나타낸 도면,

도 9는 보강밴드의 체결순서를 나타낸 순서도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 패널 2 : 펀넬

14 : 보강밴드

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방폭특성에 있어 보강밴드 형상에 의한 최적의 설계방법을 제시한 것이며, 또한 패널 외주장, 보강밴드 내주장과의 관계, 패널의 스커트부에 형성된 경사면과 보강밴드의 절곡각의 관계를 실제 실험으로 검증된 구체적인 스펙(Spec)을 수식화하여 제시함으로써, 패널의 제조 특성상 외주면에 각도를 형성시키더라도 보강밴드와 패널의 각도 차이에 의해 보강밴드압이 인가되지 않는 현상을 없애주도록 한 칼라 음극선관용 보강밴드에 관한 것이다.

도 1를 참조하면, 일반적인 칼라 음극선관에는 패널(1)이라고 하는 전면유리와 펀넬(2)이라고 하는 후면 유리가 결합되고, 그 내부는 소정의 발광 역할을 하는 형광면(4)과, 상기 형광면(4)을 발광시키는 전자빔(6)의 근원인 전자총과, 형광체를 원하는 위치에 발광시키도록 색을 선별해주는 새도우마스크(3)와, 상기 새도우마스크(3)를 지지하는 프레임(7)이 있다.

그리고, 상기 프레임 어셈블리가 패널에 결합되도록 해주는 스프링(11)과 음극선관이 동작 중 외부 지자기에 의한 영향을 감쇄시키도록 차폐 역할을 해주는 인너쉴드(12)가 프레임에 고정되어 있다.

다음으로 음극선관의 동작 원리를 설명하면, 펀넬(2)의 넥크(15)에 내장된 전자총에서 전자빔(6)이 음극선관에 인가된 양극 전압에 의해서 패널(1) 내면에 형성되어 있는 형광면(4)을 타격하게 되는데, 이 때 전자빔은 편향 요크(5)에 의해서 상하,좌우로 편향되어 소정의 위치에 도달하게 된다.

그리고, 전자빔(6)이 정확히 소정의 형광체를 타격하도록 그 진행궤도를 수정해주는 2,4,6극으로 구성된 마그네트(Magnet)(13)는 색순도 불량을 방지해 준다.

또한, 이러한 음극선관은 유리 및 고진공이 형성되어 있어서 외부의 충격에의해 폭축이 일어날 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 패널(1)이 대기압에 견딜 수 있는 구조강도를 갖도록 설계가 된다.

또한, 패널(1)의 스커트(16)에 보강밴드(14)를 장착함으로써 고진공 상태의 음극선관이 받는 응력을 분산, 내충격 성능을 확보하도록 하고 있다.

도 2를 참조하면, 종래의 음극선관은 크게 패널(1)과 펀넬(2)로 구성되고, 상기 펀넬(2)의 넥크 부분에 전자총을 삽입, 배기 공정을 통해 진공상태를 만들고 봉입하므로써 튜브를 형성하게 된다. 여기에서 튜브가 진공상태로 되었을 때 패널(1)과 펀넬(2)은 상당량의 인장, 압축력을 받게 된다. 이런 현상으로 인하여 패널(1)의 특정한 위치에 과도한 인장 응력값이 나타나게 되고, 이 부분은 충격에 민감하게 되어 폭축(폭발)을 일으키는 확률이 높아지게 되어 안전에 문제가 된다.

이에 따라, 상기 패널(1)의 스커트에 보강밴드(14)를 장착함으로써 튜브내의 진공압에 의한 패널(1)의 과도한 인장 응력을 줄일 수 있다.

도 3을 참조하면, 패널 구조에 있어서, 패널의 성형시 상, 하부로 구성되는 금형틀에 유리물을 붓고 원하는 형상을 만든다. 이후 유리에서 금형을 분리시킬 경우 흠집을 발생시키지 않도록 하기 위해, R(반경) 및 몰드 인 앵글의 요소가 형성된다.

좀더 자세히 설명하면, 패널을 만들기 위해서는 우선 세가지, 즉 상부금형(20), 하부금형(22), 측면금형(24)이 필요하다. 유리물 주입후 상기 세개의 금형을 압착하면 패널 형상이 만들어지는데, 이때 몰드 매치 라인(MML:Mold Match Line)은 상부금형(20)과 측면금형(24)이 만나는 곳에 형성되어지며, 하부 금형(22)은 패널의 내부 곡면을 형성하게 한다.

성형 후 상기 금형들을 뺄 경우, 도면에 도시된 바와 같이, 상하로 이동하기 때문에 만일 패널 측면이 직각으로 형성되어 있다면, 금형 표면에 의해 패널 측면에 흠집 또는 긁힘 자국이 발생할 수도 있으며, 또한 분리가 매끄럽게 진행되지 않는 문제점이 생긴다.

이러한 문제점은 고온의 노공정을 거치는 패널 제조과정에서 크랙과 같은 현상을 발생하게 하는 원인이 된다.

상기와 같은 문제점으로 인해, 패널의 측면에는 약간의 각도를 형성시키며 상부 금형(20)에는 몰드 인 앵글(MIA:Mold In Angle)을 주어지게 하고, 측면 금형(24) 및 하부 금형(22)에는 스커트 앵글(SA:Skirt Angle)을 주어지게 한다.

보강밴드에는 패널의 몰드 인 앵글에 대응하는 절곡각이 형성되어 있다. 일반적으로 종래에는 패널의 몰드 인 앵글과 보강밴드의 절곡각을 동일하게 한다.

또한, 상기와 같은 몰드 인 앵글로 이루어진 측면과 외면(스크린면)에는 상기 두 측면을 이어주는 'R(반경)'이 형성되어 있다. 상기 R은 상부 금형의 상하 이동시, 유리 성형물과의 마찰(충돌)을 없애도록 하는 역할을 한다.

외부 충격에 의한 방폭(폭발 방지)특성을 향상시키기 위한 방법으로는 유리 의 구조적인 설계외에 강화유리를 사용하거나, 또는 보강밴드를 이용하는 방법이 있다.

보강밴드는 패널의 스커트 주위를 둘러싸고 압력을 인가함으로 진공에 의한 유리의 과응력을 분산시키는 역할은 한다.

보강밴드의 장착 위치는 몰드 매치 라인을 중심으로 하며, 그 폭과 두께는 보강밴드압에 중요한 요소이므로 시뮬레이션 및 실험에 의해 적정한 값으로 결정하여야 한다.

도 3를 참조하면, 상술한 바와 같이 패널에는 몰드 인 앵글이 존재하고, 상기 몰드 인 앵글은 도 4에서의 보강밴드의 절곡각과 동일하게 설계한다.

도 4와 도 5를 참조하면, 패널의 외주장이라는 것은 패널의 외측면 몰드 매치 라인 선상을 따라 측정한 길이를 의미한다. 보강밴드 내주장은 보강밴드의 내측부를 따라 측정한 길이인데, 절곡선상을 기준으로 한다. 보강밴드의 외주장은 보강밴드 내주장에서 두께차이 만큼 커지게 된다.

종래에는 보강밴드의 절곡각(도 4에 도시)과 패널의 몰드 인 앵글(도 3에 도시)을 일치시키는 것이 기존의 설계 방식이다.

패널의 성형과정에 따르면(도 3에 도시), 패널의 성형시 상,하부로 구성되는 금형틀에 유리물을 붓고 원하는 형상을 만든다. 이후 유리에서 금형을 분리시킬 경우 흠집을 발생시키지 않도록 하기 위하여 R(코너 반경) 및 몰드 인 앵글을 패널의 몰드 매치 라인에서부터 스크린부 외곽 측면에 형성시켜야 한다. 유리 표면에서의 흠집은 열공정에서의 크랙 발생에 민감하므로 제조 공정에서 유리의 흠집 관리는 중요하다.

도 3을 참조하면, 패널의 몰드 인 앵글에서부터 실(Seal)부 외곽 측면에는 금형과 주물과의 분리시 흠집 방지 및 분리를 원활히 하기 위하여 몰드 인 앵글을 기준으로 서로 다른 방향의 소량의 각도(1。 ~ 5。)가 주어진다. 왜냐하면, 이 부분은 보강밴드의 장착면이고 패널의 측면의 각도 형성은 보강밴드압을 인가할 경우 국부적으로 접촉하지 않는 곳이 발생하게 되어 원하는 보강밴드압이 패널에 인가되지 않게 되기 때문이다.

도 7a와 도 7b를 참조하면, 보강밴드 장착에 있어 패널의 외주면에 각도가 크게 형성될수록 보강밴드압을 인가하는 것이 어렵게 되고, 국부적으로 보강밴드압이 인가되지 않는 것으로 인해 방폭특성의 저감이 우려된다. 그리고, 설계값을 검증하기 위해 시행하는 시뮬레이션에 의한 예측의 신뢰도가 떨어지게 된다.

좀 더 자세히 설명하면, 도 7a는 종래의 보강밴드를 패널에서 분리시켰을 경우 보강 테이프 자국을 보여주고 있다. 여기서 보강밴드의 상단 및 하단은 모서리부를 제외하고는 테이프 자국이 거의 없음을 확인할 수 있다. 이것은 보강밴드면이 패널의 표면에 완전히 밀착되지 않고 있음을 보여주며, 즉 보강밴드압이 제대로 패널에 인가되지 않는다고 볼 수 있다. 도 7b는 보강밴드를 패널에서 분리시 이상적인 자국 형상을 보여주는 도면이다.

도 8은 볼 실험시 스크린면의 드랍상태를 나타낸 도면으로서, 앞에서 패널 스커트부의 몰드 매치 라인부터 스크린부에서는 보강밴드압의 인가가 부족하거나 완전히 체결되지 않을 때 평면 패널에서의 볼 실험(방폭 실험)을 수행할 경우, 타 격 후 크랙이 스크린의 외주쪽으로 진전이 되고 심하게는 스크린 전체가 바닥으로 떨어지는 경우가 발생한다. 이는 보강밴드에 의해 크랙이 형성된 스크린 면을 잡아주지 못한 것이 그 원인이 된다. 떨어진 스크린부의 유리는 충격에 의해 파편이 발생하게 되고, 파편이 볼 실험에서 설정해 놓은 거리를 넘을 경우 안전 규격 승인시 N.G(불합격) 판정을 받게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보강밴드의 형상에 의한 최적의 설계방법을 제시하고, 또한 패널 외주장, 보강밴드 내주장과의 관계, 패널의 몰드 인 앵글과 보강밴드의 절곡각의 관계를 실제 실험으로 검증된 구체적인 스펙을 수식화하여 제시함으로써, 패널의 제조 특성상 외주면에 각도를 형성시키더라도 보강밴드와 패널의 각도 차이에 의해 보강밴드압이 인가되지 않는 현상을 없애주며, 이는 패널의 방폭특성을 유리하도록 하고 시뮬레이션 결과에 대한 신뢰성이 확보됨으로서 최적의 설계값에 접근을 용이하도록 한 칼라 음극선관을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1실시예는 스커트를 갖는 패널과, 상기 패널 스커트의 실(Seal)부에 결합되는 펀넬과, 상기 패널의 스커트 외측에 장착되는 보강밴드를 갖는 음극선관에 있어서, 상기 패널 스커트의 외면은 몰드 매치 라인을 중심으로 스크린측으로 몰드 인 앵글로 경사져 있고, 상기 보강밴드는 경사진 부분에 밀착되게 절곡되며, 상기 보강밴드의 절곡각은 상기 패널의 몰드 인 앵글보다 크게 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제 2실시예는 스커트를 갖는 패널과, 상기 패널 스커트의 실(Seal)부에 결합되는 펀넬과, 상기 패널의 스커트 외측에 장착되는 보강밴드를 갖는 음극선관에 있어서, 상기 패널 스커트의 외면은 몰드 매치 라인을 중심으로 스크린측으로 몰드 인 앵글로 경사져 있고, 상기 보강밴드는 경사진 부분에 밀착되게 절곡되며, 상기 보강밴드의 절곡각(θ)은 다음과 같은 식, (P + T) - B > 18 * W * tan(θ)을 만족하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제 3실시예는 스커트를 갖는 패널과, 상기 패널 스커트의 실(Seal)부에 결합되는 펀넬과, 상기 패널의 스커트 외측에 장착되는 보강밴드를 갖는 음극선관에 있어서, 상기 패널 스커트의 외면은 몰드 매치 라인을 중심으로 스크린의 반대측 실부를 향하여 스커트 앵글로 경사져 있고, 상기 보강밴드는 경사진 부분에 밀착되게 절곡되며, 상기 보강밴드의 절곡각(θ')은 패널의 스커트 앵글보다 더 크게 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 패널의 제작금형과 패널의 일부를 나타내는 부분 확대단면도이다. 이 도면을 참조하면, 몰드 매치 라인을 중심으로 패널면에 각도가 주어져 있는 데 상하로 갈수록 그 각은 점점 커지게 된다. 결과적으로, 도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이, 패널의 상하 단부로 갈수록 보강밴드의 체결 상태는 악화된다.

도 6a, 도 6b, 도 6c는 종래기술과 비교하여 보강밴드의 변형정도를 비교하여 나타낸 도면으로서, 도 6a는 패널의 몰드 인 앵글과 보강밴드의 절곡각을 일치시키는 종래의 방법으로써, 보강밴드의 굽힘시 코너부의 각도 변형의 원인이 발생한다.

도 6b는 패널의 몰드 인 앵글 값보다 보강밴드의 절곡각을 더 크게 형성시킨 것이고, 도 6c는 패널의 몰드 인 앵글과 보강밴드의 절곡각 차이만큼 보강밴드의 응력이 화살표 방향처럼 환원되는 것을 나타낸 도면으로서, 음극선관 유리는 진공시 과도한 응력이 발생하게 되고, 그 응력 때문에 보강밴드를 패널의 외주면에 체결하여 보강밴드압을 인가함으로써 과응력을 분산시킨다.

이와 같이, 종래에는 보통 보강밴드의 절곡각을 패널의 몰드 인 앵글과 일치시키는 방법이 사용되었으나, 보강밴드 및 패널의 제작 공차에 의해 보강밴드가 완전히 체결되지 않는 경향을 보이므로, 이러한 점을 고려하여 본 발명에서는 다음과 같은 값을 제시함으로써, 종래의 보강밴드 체결시 단점을 보완한다.

(패널의) 몰드 인 앵글 < (보강밴드의) 절곡각

보강밴드는 패널에 장착되기 전에 가열되는데 보통 가열시간이 20 Sec, 가열 온도는 450 ℃ 정도이다. 만일 가열시간이 과도할 경우, 보강밴드는 물리적인 성질의 변화가 발생할 수 있으므로, 상기 제시한 값 이하로 제작하는 것이 바람직하다.

상술한 실시예에 따르면, 보강밴드의 절곡각이 지나칠 경우 보강밴드가 패널에 장착되지 않고 걸릴 경우가 발생한다. 즉, 패널 주장과 보강밴드의 초기 주장과 의 차이를 고려하여 보강밴드의 절곡각은 그 한계가 있다.

그래서, 다음은 절곡각의 최대범위를 설정한다. 이에 보강밴드의 절곡각(θ)은 다음과 같은 식을 만족하게 한다.

(P + T) - B > 18 * W * tan(θ).

여기서, P는 보강 테이프 부착후의 패널 외주장 길이,

B는 보강밴드 내주장 길이, T는 보강 테이프의 두께,

W는 보강밴드 절곡폭, θ는 보강밴드 절곡각이다.

도 9는 이와 같이 설계된 보강밴드(14)가 패널(1)에 체결되는 순서를 나타낸 도면으로서, 상기 체결순서는 먼저 초기 보강밴드 주장을 패널 주장보다 작도록 형성시키는 과정과, 다음으로는 패널(1)을 위치시킨 후, 보강밴드(14)에 열을 가하여 패널의 외주장보다 조금 클 정도로 가열한 후 패널(1)의 외주에 위치시키고 공기를 불어서 냉각시키는 과정으로 이루어진다.

이에 따라, 보강밴드(14)는 냉각되면서 원상태로 되돌아가고 결국은 주장의 차이만큼 보강밴드압이 패널(1)에 인가된다.

그래서, 패널(1)은 외상(外傷)관리 측면에서 제조의 특성상 외주면에 몰드 매치 라인을 기준으로 소정의 각도로 형성하게 되고, 보강밴드(14)는 패널(1)의 외주에 위치할 경우 패널(1)의 면 각도를 고려하여 보강밴드(14) 각도를 설정하면 된다.

도 7a와 도 7b에 나타나 있는 바와 같이, 보강밴드는 그 하단부에서도 패널에 밀착되지 않음을 볼 수 있다. 그래서, 보강밴드의 몰드 매치 라인의 하단부에서 도 절곡각이 형성되도록 한다.

즉, 상기 패널 스커트의 외면에는 몰드 매치 라인을 중심으로 스크린의 반대측 실부를 향하여 스커트 앵글로 경사져 있으며, 상기 보강밴드는 상기 스커트 앵글의 경사진 부분에 밀착되게 절곡되는 데, 상기 보강밴드의 절곡각(θ')은 패널의 스커트 앵글보다 더 크게 설정한다.

결과적으로, 상기 보강밴드는 상기 스커트 앵글의 경사진 부분에 밀착되게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 패널의 제조 특성상 외주면에 각도를 형성시키더라도 보강밴드와 패널의 각도 차이에 의해 보강밴드압이 인가되지 않는 현상을 없애줌으로써, 패널의 방폭 특성을 유리하게 하도록 하며 시뮬레이션 결과에 대한 신뢰성이 확보됨으로서 최적의 설계값 접근을 용이하게 하는 효과가 있다.

또한, 볼 실험(방폭 실험)을 할 때, 타격 후 크랙이 스크린의 외주쪽으로 진전이 되고 심하게는 스크린 전체가 바닥으로 떨어지는 경우에 치수를 적용하여 크랙이 발생된 스크린부를 효과적으로 잡아줌으로써, 파편에 의한 위험요소를 없애주는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 스커트를 갖는 패널과, 상기 패널 스커트의 실(Seal)부에 결합되는 펀넬과, 상기 패널의 스커트 외측에 장착되는 보강밴드를 갖는 칼라 음극선관에 있어서,

   상기 패널 스커트의 외면은 몰드 매치 라인을 중심으로 스크린측으로 몰드 인 앵글로 경사져 있고, 상기 보강밴드는 경사진 부분에 밀착되게 절곡되며, 상기 보강밴드의 절곡각(θ)은 다음과 같은 식을 만족하는 특징으로 하는 칼라 음극선관.

   (P + T) - B > 18 * W * tan(θ).

   여기서, 상기 P : 보강 테이프 부착후의 패널 외주장 길이,

   상기 B : 보강밴드 내주장 길이, 상기 T : 보강 테이프의 두께,

   상기 W : 보강밴드 절곡폭, 상기 θ : 보강밴드 절곡각.
3. 삭제

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