KR100778494B1 - 음극선관용 인너 실드 - Google Patents

Abstract

인너 실드의 형상 변경을 통해 N-S 이동량 증가를 최소화하면서 E-W 이동량을 억제하며, 특히 대각 끝단에서의 N-S 이동량과 E-W 이동량 모두를 감소시킬 수 있도록 한 음극선관용 인너 실드에 관한 것으로서,

한쌍의 장변부와 한쌍의 단변부가 소정의 기울기를 가지며 일체로 고정되어 전자빔 경로를 둘러싸는 몸체부와, 상기 몸체부의 패널측 개구부에 제공되어 프레임에 고정되는 플랜지부를 포함하며, 적어도 하나의 몸체부가 전자총측 일단의 중심과 패널측 일단의 중심을 연결하는 중앙선을 기준으로 절곡된 형상으로 이루어지는 음극선관용 인너 실드를 제공한다.

보다 구체적으로, 상기 인너 실드는 한쌍의 장변부가 인너 실드 내부를 향해 절곡된 형상으로 이루어지거나, 상기 형상으로 절곡된 장변부와 더불어 한쌍의 단변부가 인너 실드 외부를 향해 절곡된 형상으로 이루어진다.

음극선관, 인너실드, 장변부, 단변부, 절곡, 몸체부, 플랜지부, 마스크프레임

Description

음극선관용 인너 실드 {INNER SHIELD FOR CATHODE RAY TUBE}

도 1은 본 발명의 첫번째 실시예에 의한 인너 실드의 사시도.

도 2는 도 1에 도시한 인너 실드가 장착된 음극선관의 단면도.

도 3은 도 1에 도시한 인너 실드를 전자총 방향에서 바라본 정면도.

도 4는 본 발명의 두번째 실시예에 의한 인너 실드의 사시도.

도 5와 도 6은 각각 본 발명의 세번째 실시예에 의한 인너 실드의 사시도와 정면도.

도 7은 본 발명의 네번째 실시예에 의한 인너 실드의 사시도.

도 8은 종래 구조에 의한 인너 실드와 본 발명에 의한 인너 실드 장착시 화면 대각부에 랜딩하는 전자빔에 대한 E-W 지자계의 분포 변화를 나타낸 그래프.

도 9는 전자빔 이동량 측정 위치를 설명하기 위한 개략도.

도 10a와 도 10b는 N-S 이동량과 E-W 이동량을 설명하기 위한 개략도.

도 11은 종래 기술에 의한 인너 실드의 사시도.

본 발명은 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개선된 구조의 인너 실드를 제공하여 지자계에 의한 전자빔의 랜딩 이동량, 특히 E-W 이동량을 효과적으로 억제할 수 있도록 한 음극선관용 인너 실드에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관 내부를 진행하는 전자빔은 지구의 북극과 남극을 축으로 하여 발생하는 지자계의 힘을 받아 변화하여 퓨리티(purity) 특성, 라스터(raster) 위치 및 컨버젼스(convergence) 특성 등에 영향을 받게 된다.

이러한 지자계는 지면에 수직한 수직 분력(수직 지자계)과 지면과 평행한 수평 분력(수평 지자계)으로 나누어지고, 지구상의 장소에 따라 다른 값을 나타내는데, 수평 지자계에 의한 전자빔 이동은 음극선관이 향하는 방향에 따라 N-S 이동량과 E-W 이동량으로 나누어 설명할 수 있다.

즉, 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, N-S 이동량은 수평 지자계 가운데 음극선관의 관축과 일치하는 수직 방향(N-S 방향) 자계에 의한 전자빔 이동량을 의미하고, E-W 이동량은 화면과 평행한 수평 방향(E-W 방향) 자계에 의한 전자빔 이동량을 의미한다.

한편, 지자계에 의해 전자빔이 받는 힘은 수평 방향 성분과 수직 방향 성분으로 나누어 해석할 수 있는데, 이 가운데 주로 수평 방향 성분이 화면 특성에 보다 큰 영향을 미치게 된다.

이는 민생용 음극선관의 경우, 형광막 스크린을 구성하는 다수의 형광막들이 수직 방향으로 길게 배열하고, 전자빔 분리를 위한 섀도우 마스크가 수직 방향으로 긴 슬롯을 형성하고 있으므로, 전자빔이 수직 방향으로 힘을 받아도 동일 형광막에 랜딩할 수 있지만, 수평 방향으로 힘을 받는 경우에는 지정된 형광막에서 멀어짐에 따라 화면 특성을 크게 저하시키기 때문이다.

따라서 전자빔 경로를 지자계로부터 차폐시켜 전자빔의 랜딩 이동량을 감소시키기 위한 목적으로 음극선관 내부에 인너 실드를 장착하는바, 도 11에 공지 구조의 인너 실드를 도시하였다.

상기 인너 실드(1)는 전자빔 경로를 둘러싸도록 그 일단이 마스크 프레임(3) 후방에 고정되며, 주로 고투자율과 저보자력 소재의 금속으로 제작된다. 이로서 인너 실드(1)는 일종의 자성체가 되어 전자빔 주위의 지자계와 상쇄 또는 보강 간섭을 일으킴으로써 전자빔의 랜딩 이동량을 감소시키는 방향으로 주위의 지자계 분포를 변화시키는 역할을 한다.

상기한 인너 실드(1)의 기능과 관련하여, 국내 실용신안 공개번호 98-18551호는 수직 지자계의 영향을 감소시키기 위하여 인너 실드의 대각 부분을 일정 부분 절개한 구성을 개시하고 있으며, 국내 특허 공개번호 99-5544호는 전자빔이 통과하는 개구부 내측 부분의 자속 밀도를 저하시키기 위하여 자속이 인너 실드의 장, 단변부 및 코너부에 집중되도록 한 구성을 개시하고 있다.

이와 같이 인너 실드의 기능 강화를 위한 여러 구조들이 고안되고 있으나, 상기 구조들로는 E-W 이동량 억제 효과가 미비하며, E-W 이동량 억제를 위해서는 장변부(5)에 피어싱부(5a), 즉 홀을 형성한 공지 구조가 대부분이다.

그러나 상기 피어싱부(5a)를 포함한 대부분의 E-W 이동량 감소를 위한 구조들은 대게 N-S 이동량을 증가시키는 경향을 나타내므로, 상기 인너 실드(1)는 안정된 지자계 차폐 기능을 구현하기 어려우며, 형상 설계를 어렵게 하는 요인으로 작 용한다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 인너 실드의 형상 변경을 통해 N-S 이동량의 증가를 최소화하면서 E-W 이동량을 효과적으로 억제할 수 있도록 한 음극선관용 인너 실드를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

한쌍의 장변부와 한쌍의 단변부가 소정의 기울기를 가지며 일체로 고정되어 전자빔 경로를 둘러싸는 몸체부와, 상기 몸체부의 패널측 개구부에 제공되어 프레임에 고정되는 플랜지부를 포함하며,

적어도 하나의 몸체부가 전자총측 일단의 중심과 패널측 일단의 중심을 연결하는 중앙선을 기준으로 절곡된 형상으로 이루어지는 음극선관용 인너 실드를 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 첫번째 실시예에 의한 인너 실드의 사시도이고, 도 2는 상기 인너 실드가 장착된 음극선관의 단면도이다.

도시한 바와 같이 음극선관은 패널(2)과 펀넬(4) 및 넥크부(6)가 일체로 고정되어 진공의 벌브(8)를 구성하며, 상기 패널(2)은 내면에 다수의 R, G, B 형광막으로 이루어진 형광막 스크린(10)을 형성하고, 그 내부에 색선별 장치(12)를 고정 한다. 그리고 상기 펀넬(4)과 넥크부(6)는 그 외부와 내부로 각각 편향 요크(14)와 전자총(16)을 일체로 장착한다.

상기 색선별 장치(12)는 다수의 빔통과용 어퍼쳐(18a)가 형성된 마스크(18)와, 이를 지지하는 프레임(20)으로 구성되며, 일례로 텐션 타입을 도시하였다. 즉, 텐션 타입에서 마스크(18)는 주로 화면의 수직축(도면에서 y축) 방향으로 인장된 상태에서 프레임(20)의 지지부재(22)에 고정되며, 강성부재(24)가 마스크(18)의 인장력을 지지하는 역할을 한다.

이러한 색선별 장치(12)는 도시하지 않은 고정 수단에 의해 패널(2) 내부에 고정되며, 프레임(20)의 반대쪽 일단에 인너 실드(26)가 고정되어 전자빔 경로를 둘러싸도록 음극선관 내부에 장착된다.

상기한 구성에 의해, 전자총(16)에서 화면 신호에 대응하는 세줄기 전자빔을 방출하면, 전자빔은 편향 요크(14)가 발생한 자계에 의해 편향되어 화면상에 라스터를 형성하면서 마스크(18)에 의해 해당 R, G, B 형광막에 랜딩하여 모든 화소를 지정된 색으로 발광시키게 된다.

이로서 전자빔은 편향 자계에 의해 지정된 라스터를 형성하고, 세줄기 전자빔이 한곳의 빔통과용 어퍼쳐(18a)에서 정확하게 일치(즉, 양호한 컨버젼스 특성을 구현)하는 등, 지정된 경로를 따라 이동하여야 정확한 색구현이 가능하다.

따라서 상기 인너 실드(26)가 전자빔 이동에 영향을 미치는 지자계를 일정 수준 차폐시키는 역할을 하는데, 특히 본 실시예는 기본적인 지자계 차페 기능과 더불어 N-S 이동량 증가를 최소화하면서 E-W 이동량을 효과적으로 감소시킬 수 있 는 새로운 구성의 인너 실드를 제공한다.

도 3은 도 1에 도시한 인너 실드를 전자총 방향에서 바라본 정면도로서, 인너 실드(26)는 전자빔 경로를 상하 부분을 둘러싸는 한쌍의 장변부(28) 및 전자빔 경로의 좌우 부분을 둘러싸는 한쌍의 단변부(30)로 구성된 몸체부(32)와, 이 몸체부(32)의 패널측 개구부에 제공되어 프레임(20)에 고정되는 플랜지부(34)로 구성되며, 상기 장변부(28)가 이를 좌우로 양분하는 중앙선(A-A)을 기준으로 절곡된 형상으로 이루어진다.

즉, 장변부(28)를 양분하는 중앙선(A-A)은 장변부(28)의 전자총측 일단의 중앙점과 패널측 일단의 중앙점을 연결하는 선으로서, 장변부(28)는 이 중앙선을 기준으로 대칭형으로 절곡되며, 특히 인너 실드(26) 내부를 향하여 절곡된 형상으로 이루어진다.

이로서 한쌍의 장변부(28)는 중앙선을 기준으로 서로 대칭인 2개의 면으로 구성되는 반면, 한쌍의 단변부(30)는 단일면으로 구성되는데, 이 때 각각의 장변부(28)에는 중앙선과 평행하도록 형성된 다수의 피어싱부(28a)가 형성될 수 있다.

특히 장변부(28)는 상기한 절곡 형상에 의해 전자총측 일단의 중앙에서 공지 구조의 인너 실드와 비교하여 t₁의 변위를 가짐에 따라 전자빔 경로에 보다 가까워지게 된다. 따라서 장변부(28)의 절곡 형상은 전자총(16)에서 방출된 전자빔이 장변부(28)에 충돌하지 않을 정도의 충분한 여유를 확보하면서 이루어지는 것이 바람 직하다.

이와 같이 한쌍의 장변부(28)가 인너 실드(26) 내부를 향해 절곡된 형상으로 이루어짐에 따라, 인너 실드(26)는 E-W 방향에 대해 자기 저항을 주게 되어 E-W 방향의 지자계에 의해 전자빔이 받는 수평 방향의 힘을 감소시키는 방향으로 인너 실드(26) 주변의 지자계 분포를 변화시킨다.

이 때, 인너 실드(26) 장변부(28)의 두 면이 이루는 각도는 120°이상이 바람직하며, 이는 장변부(28)의 두 면이 이루는 각도가 120°이하이면 도 3에 도시한 t₁의 값이 커져서 전자빔의 경로에 간섭을 일으킬 수 있기 때문이다.

또한 상기 인너 실드(26)는 두번째 실시예로서 도 4에 도시한 바와 같이, 앞선 실시예의 구성에서 단일면으로 이루어지는 한쌍의 단변부(30)에 브이(V)-노치(30a)를 형성하여 N-S 이동량 감소를 도모할 수 있다.

도 5는 본 발명의 세번째 실시예에 의한 인너 실드의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시한 인너 실드의 정면도로서, 상기 인너 실드(26)는 한쌍의 장변부(28) 뿐만 아니라 한쌍의 단변부(30) 또한 이를 상하로 양분하는 중앙선(B-B)을 기준으로 절곡된 형상으로 이루어진다.

즉, 한쌍의 단변부(30)는 상기 중앙선(B-B)을 기준으로 대칭형으로 절곡되며, 특히 장변부(28)와는 반대로 인너 실드(26) 외부를 향하여 절곡된 형상으로 이루어진다.

이 때, 단변부(30) 형상에 의해 전자총측 일단의 중앙에서 공지 구조의 인너 실드와 비교하여 갖게 되는 t₂의 변위는 단변부(30) 일단이 펀넬(4) 내면과 접촉하지 않을 정도의 크기로 형성되는 것이 무방하며, 펀넬(4)과의 접촉 방지와 더불어 전자빔 경로에 간섭을 일으키지 않도록 단변부(30)의 두 면이 이루는 각도는 120°이상이 바람직하다.

이로서 상기 인너 실드(26)는 한쌍의 장변부(28)와 단변부(30) 모두가 자신의 중앙선을 기준으로 서로 대칭인 2개의 면으로 구성되며, 전술한 실시예와 마찬가지로 상기 장변부(28)에는 중앙선(A-A)과 평행한 다수의 피어싱부(28a)가 형성될 수 있다.

이 때, 상기 인너 실드(26)는 네번째 실시예로서 도 7에 도시한 바와 같이, 인너 실드(26) 외부를 향하여 절곡된 한쌍의 단변부(30)에 브이-노치(30a)를 형성하여 N-S 이동량 감소를 도모할 수 있다.

이와 같이 한쌍의 단변부(30)가 인너 실드(26) 외부를 향해 절곡된 형상으로 이루어짐에 따라, 상기 단변부(30) 형상은 장변부(28) 형상과 더불어 E-W 방향의 지자계에 의해 전자빔이 받는 수평 방향의 힘을 감소시키는 방향으로 인너 실드(26) 주변의 지자계 분포를 변화시키는 역할을 한다.

이를 보다 자세하게 설명하면, 외부 지자계가 전자빔에 가하는 수평 방향의 힘 Fx (N)는 다음의 수학식 1로 표현할 수 있다.

Fx = -e(VyBz - VzBy)

여기서, e는 전하량(C), Vy와 Vz는 각각 전자빔의 y 방향 및 z 방향 속도(m/s), By와 Bz는 각각 y 방향과 z 방향 지자계 성분의 크기(T)를 나타낸다.

위의 식에서 보듯, 전자빔에 미치는 수평 방향의 힘은 전자빔의 속도가 일정하게 정해진 상태에서 전자빔 주변에 형성되는 지자계의 크기, 즉 Bz와 By 값에 의해 결정되며, 특히 Bz와 By 차이값에 비례함을 알 수 있다.

따라서 본 실시예에 의한 인너 실드(26)는 적어도 하나의 몸체부가 절곡된 형상으로 이루어져 By와 Bz 자계 분포를 변화시킴에 따라 Fx의 절대값을 감소시키는데, 다음의 도 8에 종래 구조에 의한 인너 실드와 본 발명의 네번째 실시예에 의한 인너 실드에서 화면 대각부에 랜딩하는 전자빔에 대한 E-W 자계의 분포 변화를 나타내었다.

여기서, 종래 구조에 의한 인너 실드는 도 11에 도시한 바와 같이, 한쌍의 장변부(5)와 단변부(7)가 모두 단일면으로 형성된 것으로서, 종래 구조와 본 실시예 모두 이들 몸체부가 동일한 소재 및 동일한 크기로 제작된 것을 사용하였다.

이로서 상기 그래프에 종래 구조에 의한 인너 실드 장착시의 By' 및 Bz' 분포와, 본 실시예에 의한 인너 실드 장착시의 By 및 Bz 분포를 측정하고, 이를 도시하였는데, 상기 그래프의 가로축은 전자총(16)에서 형광막 스크린(10)에 이르는 관축(도면에서 z축)상의 거리를 의미하고, 세로축은 해당 자기장의 세기를 나타낸다.

특히 가로축상의 R/L(reference line)은 패널(2)의 대각축에서 관축상으로 직선을 그었을 때, 이 직선과 관축 사이에 형성되는 각이 최대 편향각을 이루는 점으로서, 보통은 전자빔의 편향 시작점을 의미하며, 0.0 mm 지점은 인너 실드(26)의 전자총측 개구부가 위치하는 인너 실드의 시작점을 의미한다.

그리고 세로축상에서 자기장의 세기가 (-)값을 가지는 것은 도 1에 도시한 y축과 z축의 화살표 끝단이 가리키는 (+) 방향과 반대 방향으로 해당 자기장이 분포하는 것을 의미한다.

따라서 그래프에 도시한 지자계의 분포 변화를 살펴보면, 본 실시예에 의한 구조에서 By는 R/L에서 형광막 스크린(10)에 이르는 전 구간에 걸쳐 종래 구조의 By'보다 증가된 값을 나타낸다.

그리고 본 실시예에 의한 구조에서 Bz는 종래 구조의 Bz'와 비교하여 감소 후 증가하는 패턴을 나타낸다. 결과적으로 지자계 측정 구간 전체에 걸쳐 이들의 합을 비교하면, 본 실시예에 의한 Bz가 종래 구조의 Bz'와 유사하거나 약간 증가된 값을 나타낸다.

따라서 수학식 1에 정의한 바, 본 실시예의 구조에서 By 증가량이 Bz 증가량보다 훨씬 크기 때문에, Bz와 By 차이가 감소하여 Fx의 절대값을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

다음의 표 1은 장변부와 단변부를 단일면으로 구성한 기존 구조의 인너 실드와, 장변부(28)를 절곡 형성한 본 발명의 첫번째 실시예(테스트 1)와, 장변부(28)와 단변부(30) 모두를 절곡 형성한 본 발명의 세번째 실시예(테스트 2)에서 전자빔 이동량을 측정한 데이터를 나타낸 것이다.

	측정위치	종래 구조	테스트 1	테스트 2
N-S 이동량	H	100.0	100.0	102.0
	V	100.0	100.6	101.1
	D	100.0	86.4	93.0
E-W 이동량	H	100.0	100.0	100.0
	V	100.0	100.0	100.0
	D	100.0	71.1	70.0

위의 표에서, 전자빔 이동량 측정은 도 9에 도시한 바와 같이, 화면의 수평 끝단(H)과, 수직 끝단(V) 및 대각 끝단(D)에서 이루어진 것이며, 테스트 1과 테스트 2에서의 전자빔 이동량 측정치는 종래 구조에서 전자빔 이동량을 100으로 가정하였을 때, 이와의 비로서 표현한 것이다.

상기 표에서 알 수 있듯이, 장변부(28)를 절곡 형성한 본 발명의 첫번째 실시예(테스트 1)는 대각 끝단에서 N-S 이동량과 E-W 이동량을 각각 13.7% 및 28.9% 감소시키는 효과를 나타낸다. 반면, 수평, 수직 끝단에서 N-S 이동량과 E-W 이동량은 증가가 없거나 거의 미비한 상태를 나타낸다.

그리고 장변부(28)와 단변부(30) 모두를 절곡 형성한 본 발명의 세번째 실시예(테스트 2)는 수평 및 수직 끝단에서 N-S 이동량이 약간 증가하는 경향을 나타냈을 뿐, 대각 끝단에서 N-S 이동량과 E-W 이동량 모두를 각각 7% 및 30% 감소시키는 효과를 나타낸다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 인너 실드는 한쌍의 장변부가 인너 실드 내부를 향하여 절곡된 형상으로 이루어지거나, 이와 더불어 한쌍의 단변부가 인너 실드 외부를 향하여 절곡된 형상으로 이루어진다. 이로서 전자빔 주위의 지자계 분포를 변화시켜 N-S 이동량의 증가를 최소화하면서 E-W 이동량을 감소시키며, 특히 대각 끝단에서 N-S 이동량과 E-W 이동량 모두를 감소시키는 효과를 나타낸다.

따라서 지자계에 의한 퓨리티 특성 및 컨버젼스 특성 저하, 라스터 위치 변화 등을 억제하여 음극선관의 화질, 특히 대각 끝단에서의 화질 특성을 효과적으로 향상시키는 장점을 갖는다.

Claims (7)

1. 한쌍의 장변부와 한쌍의 단변부를 구비하여 전자빔 경로를 둘러싸는 몸체부와, 상기 몸체부의 패널측 일단에 제공되어 프레임에 고정되는 플랜지부를 포함하며,

   상기 몸체부는 상기 플랜지부를 향할수록 내부 체적이 커지도록 형성되고, 상기 장변부와 상기 단변부 중 적어도 하나가 전자총측 일단의 중심과 상기 패널측 일단의 중심을 연결하는 중앙선을 기준으로 절곡된 형상으로 이루어지는 음극선관용 인너 실드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 장변부가 절곡된 형상으로 이루어지는 음극선관용 인너 실드.
3. 제2항에 있어서,

   상기 장변부가 상기 인너 실드의 내부를 향하여 절곡된 형상으로 이루어지는 음극선관용 인너 실드.
4. 제2항에 있어서,

   상기 단변부에 브이-노치가 형성되는 음극선관용 인너 실드.
5. 제2항에 있어서,

   상기 장변부와 더불어 상기 단변부가 절곡된 형상으로 이루어지는 음극선관용 인너 실드.
6. 제5항에 있어서,

   상기 단변부가 상기 인너 실드의 외부를 향하여 절곡된 형상으로 이루어지는 음극선관용 인너 실드.
7. 제5항에 있어서,

   상기 단변부에 브이-노치가 형성되는 음극선관용 인너 실드.

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