KR100837247B1

KR100837247B1 - 음극선관용 유리벌브

Info

Publication number: KR100837247B1
Application number: KR1020010075419A
Authority: KR
Inventors: 노승출; 김재선
Original assignee: 삼성코닝정밀유리 주식회사
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2008-06-12
Also published as: KR20030044605A

Abstract

본 발명은 음극선관용 유리벌브를 개시한다. 본 발명의 유리벌브는 패널의 시일에지와 펀넬의 시일에지가 프리티에 의하여 봉착되어 있다. 또한, 패널과 펀넬의 봉착시 패널의 시일에지에 발생하는 인장응력(

)과 물리강화에 의하여 패널의 시일에지에 발생하는 압축응력(

)이

의 관계를 가지며, 압축응력(

)은

의 범위를 만족한다. 본 발명에 의하면, 유리벌브의 재생공정과 조립공정에서 발생하는 파손을 효과적으로 방지하여 수율을 크게 증대시킬 수 있다. 또한, 외부의 기계적인 충격, 열충격 등에 강한 특성을 보유하며, UL규격의 스크래치테스트 및 방폭테스트시 보다 안전한 형태의 특성을 보유하는 효과가 있다.

Description

음극선관용 유리벌브{GLASS BULB FOR CATHODE RAY TUBE}

도 1은 일반적인 음극선관용 유리벌브를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 음극선관용 유리벌브를 설명하기 위하여 부분적으로 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 패널과 펀넬의 열팽창계수차이와 봉착응력과의 관계를 나타낸 그래프이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 유리벌브 11: 패널접합부

20: 패널 22: 시일에지

25: 프리티 30: 펀넬

31: 시일에지 40: 네크

본 발명은 음극선관용 유리벌브(Glass Bulb)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리벌브의 수율을 크게 증대시킬 수 있는 음극선관용 유리벌브에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 컬러텔레비전이나 컴퓨터 모니터 등의 제조에 사용되는 음극선관용 유리벌브는 기본적으로 세 가지의 구성요소, 즉 패널(Panel), 원추형의 펀넬(Funnel)과 관형상의 네크(Neck)로 이루어진다. 패널, 펀넬 및 네크는 모두 유리로 제조되며, 특히 패널과 펀넬은 곱(Gob)이라 불리는 용융유리 덩어리를 원하는 크기 및 형상으로 프레스 성형에 의하여 제조하고 있다.

음극선관용 유리벌브의 구성을 도 1에 의거하여 살펴보면, 유리벌브(10)의 패널(20)은 영상을 표시하는 페이스부(Face Portion: 21)와, 이 페이스부(21)의 가장자리로부터 후방으로 연장되어 형성되고 시일에지(Seal Edge: 22)를 갖는 스커트부(Skirt Portion: 23)와, 페이스부(22)와 스커트부(23)를 연결하는 블렌드라운드부(Blend Round Portion: 24)로 구성되어 있다.

또한, 펀넬(30)은 패널(20)의 시일에지(22)와 접합되어 패널접합부(11)를 형성하는 시일에지(31)를 갖는 바디부(Body Portion: 32)와, 이 바디부(32)의 후방으로 연장되는 시일에지(33)를 갖는 요크부(Yoke Portion: 34)로 구성되어 있다. 펀넬(30)의 시일에지(33)에는 네크(40)의 시일에지(41)가 융착되어 네크접합부(12)를 형성한다. 그리고 패널(20)의 스커트부(23)에는 복수개의 구멍을 갖는 섀도우마스 크(50)가 스터드핀(Stud Pin: 51)에 의하여 지지되어 있으며, 네크(40)에는 섀도우마스크(50)의 구멍을 통하여 페이스부(21)의 내면에 도포되어 있는 결상용 형광체로 전자빔을 발사하는 전자총(60)이 설치되어 있다. 펀넬(30)의 요크부(34)에는 전자총(60)으로부터 발사되는 전자빔을 편향시키는 편향요크(61)가 설치되어 있다.

한편, 패널(20)의 시일에지(22)와 펀넬(30)의 시일에지(31)는 프리티(Frit)라 불리는 결정성 분말유리를 이용하여 봉착(Sealing)시키고 있다. 이때, 패널(20)과 펀넬(30)의 네크접합부(11)에서는 열팽창계수의 차이에 의하여 응력(Stress)이 발생하며, 이 응력을 봉착응력(Sealing Stress)이라고 부르고 있다. 즉, 열팽창계수가 서로 다른 두 유리조성물을 접합시킬 때, 열팽창계수가 높은 유리조성물에는 인장응력(Tensile Stress)이 발생되고, 열팽창계수가 낮은 유리조성물에는 압축응력(Compressive Stress)이 발생된다. 음극선관용 유리벌브(10)에 있어서는 패널 (20)의 열팽창계수가 펀넬(30)보다 높기 때문에 패널(20)의 시일에지(22)에는 인장응력이 발생되고, 펀넬(30)의 시일에지(31)에는 압축응력이 발생된다. 유리는 특성상 인장응력에 매우 취약하므로 인장응력을 보유하는 패널(20)은 쉽게 파손되는 단점을 수반한다.

최근에는 전통적인 구면 또는 비구면형상 음극선관의 대형화와 평면화가 활발하게 진행되고 있다. 음극선관의 대형화 및 평면화는 유리벌브(10)의 두께와 무게를 필연적으로 증가시켜 유리벌브(10)의 제조에 많은 어려움을 수반하므로, 유리벌브(10)의 두께와 무게를 감소시키기 위하여 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 유리벌브(10)의 두께와 무게의 감소는 패널(20)의 형상을 개선하여 기압차에 따른 진공인장응력의 분포를 완화시키거나 감소시키는 설계적인 방법과 유리의 표면에 압축응력층을 형성하는 물리강화방법(Physical Strengthening Method) 등에 의하여 실시하고 있다.

이와 같은 패널(20)의 물리강화방법은 급랭(急冷)에 의하여 실시하고 있다. 일반적으로 동일한 조성의 유리를 급랭시킬 경우, 유리의 밀도가 낮아져 열팽창계수의 변화를 유발시킨다. 특히, 패널(20)과 펀넬(30) 사이의 열팽창계수차이가 더욱 커져 인장응력과 압축응력이 증대된다. 따라서, 물리강화된 패널(20)에서는 네크접합부(11)의 봉착응력이 증가되어 음극선관의 조립공정중 패널(20)과 펀넬(30)의 재활용을 위하여 접합되어 있는 패널(20)과 펀넬(30)을 분리시키는 재생공정 (Salvage Process)시 파손이 일어나 재생수율이 크게 저하되는 문제가 있다.

또한, 유리벌브(10)내의 공기를 배기시키는 배기공정(Exhaust Process)이나 핀봉착공정에서의 열충격(Thermal Stress) 등에 의하여 패널(20)이 파손되어 수율이 저하되는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 유리벌브(10)의 파손시 폭축, 즉 패널(20)과 펀넬(30)의 폭발적인 수축 현상과 비산 등 UL규격(Underwriters Laboratories Inc.)의 방폭특성이 크게 저하되는 심각한 문제가 수반되고, 응력의 불균형에 의한 유리벌브(10)의 특정 부분에 생성되는 표면 결함에 의하여 자발적인 파손이 일어나는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 음극선관용 유리벌브의 재생공정에서 발생하 는 파손을 효과적으로 방지하여 재생수율을 크게 증대시킬 수 있는 음극선관용 유리벌브를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 유리벌브의 조립공정에서 발생하는 파손을 효과적으로 방지하여 수율을 증대시킬 수 있는 음극선관용 유리벌브를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 외부의 기계적인 충격, 열충격 등에 강한 특성을 보유하며, UL규격의 스크래치테스트 및 방폭테스트시 보다 안전한 형태의 특성을 보유하는 음극선관용 유리벌브를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 패널의 시일에지와 펀넬의 시일에지가 프리티에 의하여 봉착되어 있는 음극선관용 유리벌브에 있어서, 패널과 펀넬의 봉착시 패널의 시일에지에 발생하는 인장응력(

)이

의 관계를 가지며, 압축응력(

)은

의 범위를 만족하는 음극선관용 유리벌브에 있다.

이하, 본 발명에 따른 음극선관용 유리벌브에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1과 도 2를 함께 참조하여 설명하면, 본 발명의 음극선관용 유리벌브(10)는 화상이 투사되는 패널(20)과, 패널(20)의 후면에 접합되는 펀넬(30)과, 펀넬 (30)의 꼭지점에 접합되는 네크(40)를 구비한다. 그리고 패널(20)의 시일에지(22) 와 펀넬(30)의 시일에지(31)는 프리티(25)에 의하여 봉착되어 있다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 특징적인 실시태양에 따라 패널 (20)의 시일에지(22)와 펀넬(30)의 시일에지(31)를 프리트(25)로 봉착하였을 때 패널(20)의 시일에지(22)에 발생하는 인장응력(

)과 물리강화에 의하여 패널(20)의 시일에지(22)에 발생하는 압축응력(

)이,

의 관계를 만족하도록 제조하였다.

또한, 수학식1에서 압축응력(

)은,

의 범위를 만족하도록 제조하였다.

한편, 펀넬(30)과 봉착되어 있는 패널(20)의 시일에지(22)에 발생하는 인장응력(

)은 JIS(Japanese Industrial Standards)-S2305에 규정되어 있는 광탄성원리를 이용하는 세나르몽법(Senarmont Method)에 의하여 측정한다.

표1에는 본 발명의 유리벌브(10)에 대한 재생공정에서의 재생수율을 알아보기 위한 테스트 결과를 나타냈다. 표1의 실시예1 내지 실시예3과 비교예1 및 비교예2에서는 장변과 단변의 비율이 16:9인 29인치 평면 패널을 사용하여 유리벌브를 구성하였다. 표1에서 인장응력(

)은 양(+)의 부호로 나타내고 압축응력(

)은 음(-)의 부호로 나타낸다.

구분	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
인장응력(MPa)	+0.60	+1.00	+1.00	+2.80	+4.30
압축응력(MPa)	-7.00	-10.00	-15.00	-7.30	-9.50
(MPa)	1.30	2.00	2.50	3.53	5.25
재생수율(%)	100	87.5	75.2	57.1	45.2

표1에 보이는 바와 같이, 물리강화에 의하여 패널(20)의 시일에지(22)에 발생하는 압축응력(

)이 -7MPa이고

가 1.3MPa로 수학식1과 수학식2를 만족하는 실시예1의 유리벌브(10)는 재생공정에서 100%로 재생되었다. 압축응력 (

)이 -10MPa이고

가 2MPa로 수학식1과 수학식2를 만족하는 실시예2의 유리벌브(10)는 재생공정에서 87.5%의 비교적 높은 수치로 재생되었다. 그리고 압축응력(

)이 -15MPa이고

가 2.5MPa로 수학식1과 수학식2를 만족하는 실시예3의 유리벌브(10)는 실시예1과 실시예2에 비하여 75% 정도의 낮은 수치로 재생되었으나 유리벌브(10)의 재생에는 만족할 만한 수치이다. 한편, 수학식1과 수학식2의 범위를 만족하지 못하는 비교예1과 비교예2의 경우, 유리벌브(10)의 재생공정에서 재생수율이 매우 낮아 유리벌브(10)의 재생에 부적합한 것으로 나타났다.

한편, 도 3에 도시되어 있는 패널(20)과 펀넬(30)의 열팽창계수차이와 봉착응력과의 관계를 나타낸 그래프에 의하여 열팽창계수차이와 봉착응력의 관계는 비례하는 것을 알 수 있다. 여기서, 패널(20)과 펀넬(30)의 열팽창계수는 30∼300℃의 범위에서 측정하였다. 패널(20)과 펀넬(30)의 열팽창계수차이가 작을수록 패널 (20)의 인장응력(

)은 감소되므로, 음극선관의 조립공정중, 예를 들어 유리벌브 (10)내의 공기를 배기시키는 배기공정시 발생하는 파손을 효과적으로 방지하여 수율을 증대시킬 수 있다. 또한, 유리벌브(10)는 패널(20)의 인장응력(

)이 감소됨에 따라 외부의 기계적인 충격, 열충격 등에 강한 특성을 보유하며, UL규격의 스크래치테스트(Scratch Test) 및 방폭테스트시 보다 안전한 형태의 특성을 보유하는 효과가 있다.

이상의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 음극선관용 유리벌브에 의하면, 유리벌브의 재생공정과 조립공정에서 발생하는 파손을 효과적으로 방지하여 수율을 크게 증대시킬 수 있다. 또한, 외부의 기계적인 충격, 열충격 등에 강한 특성을 보유하며, UL규격의 스크래치테스트 및 방폭테스트시 보다 안전한 형태의 특성을 보유하는 효과가 있다.

Claims

패널의 시일에지와 펀넬의 시일에지가 프리티에 의하여 봉착되어 있는 음극선관용 유리벌브에 있어서,

상기 패널과 상기 펀넬의 봉착시 상기 패널의 시일에지에 발생하는 인장응력 (
)과 물리강화에 의하여 상기 패널의 시일에지에 발생하는 압축응력(
)이
의 관계를 가지며, 상기 압축응력(
)은
의 범위를 만족하는 음극선관용 유리벌브.
제 1 항에 있어서, 상기 패널의 시일에지에 발생하는 상기 인장응력(
)과 상기 압축응력(
)이
의 관계를 가지는 음극선관용 유리벌브.