KR19990008939A - 투사형 칼러 음극선관 및 그를 이용한 투사형 표시 장치 - Google Patents

Abstract

투사형 칼러 음극선관 및 그를 이용한 투사형 표시 장치에 관해서 개시한다. 본 발명에 따르면, 음극선관 본체, 냉매가 유입 및 유출될 수 있는 냉매 유입구 및 냉매 유출구가 각각 형성되어 있으며 상기 음극선관 본체의 전면 패널에 설치된 냉매 프레임 부재, 상기 냉매 프레임 부재의 전방에 설치된 렌즈 프레임 부재, 상기 렌즈 프레임 부재내에 설치된 다수의 렌즈들을 구비한 투사형 칼러 음극선관이 제공된다. 본 발명에 의해서 투사형 칼러 음극선관은 보다 효율적으로 냉각될 수 있다.

Description

투사형 칼러 음극선관 및 그를 이용한 투사형 표시 장치

본 발명은 투사형 칼러 음극선관 및 그를 이용한 투사형 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매의 이송이 강제적으로 이루어지는 냉각 장치를 구비한 투사형 칼러 음극선관 및 그를 이용한 투사형 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 투사형 칼러 음극선관은 프로젝션 텔레비젼과 같은 투사형 표시 장치에 사용된다. 프로젝션 텔레비젼의 예를 들면, 이것은 빛의 3원색인 레드(red), 그린(green) 및, 블루(blue) 칼러의 이메이지를 3 개의 음극선관을 통해 각각 형성하고, 상기 이메이지들을 렌즈 및 거울을 통해 확대, 합성 및 반사시켜서 스크린을 통해 볼 수 있도록 한 것이다. 프로젝션 텔레비젼에는 프론트 프로젝션 타입(front projection type)과 리어 프로젝션 타입(rear projection type)의 두가지 형태가 포함된다. 프론트 프로젝션 타입은 렌즈를 통해 확대된 이메이지를 반사 스크린상에서 직접적으로 볼 수 있도록 한 것인데 반해, 리어 프로젝션 타입은 렌즈를 통해 확대된 이메이지를 미러를 통해 반사시킨 후에, 다시 별도로 설치된 스크린에 이를 투사시켜서 볼 수 있도록 한 것이다.

도 1에는 일반적인 투사형 칼러 음극선관의 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 음극선관 본체(11)의 패널 전면에는 냉매 프레임(12)이 설치되고, 냉매 프레임(12)의 전방에는 렌즈 프레임(13)이 설치된다. 냉매 프레임(12)과 렌즈 프레임(13)은 통상적으로 실린더 형상을 가지고 있다. 냉매 프레임(12)의 내부에는 냉매가 충전되는데, 냉매(17)는 음극선관 본체(11)의 전면 패널과 렌즈(14a) 사이 형성된 공간에 충전된다. 냉매의 유출을 방지할 수 있도록, 두 개의 시일링 부재(15,16)가 설치된다. 렌즈 프레임(13)의 내부에는 다수의 렌즈(14a 내지 14e)이 설치될 수 있다. 이러한 투사형 칼러 음극선관의 작동에 있어서, 음극선관 본체(11)로부터 형성된 이메이지는 다수의 렌즈를 통해 확대되며, 이때 음극선관 본체(11)에서 발생하는 열은 냉매(17)에 의해 냉각된다.

통상적으로 프로젝션 텔레비젼에는 도 1에 도시된 바와 같은 투사형 칼러 음극선관이 레드, 그린 및 블루의 칼러에 해당되도록 3 개가 구비된다. 또한 도면을 통해 설명되지는 않았으나, 레이저 발진 장치를 채용한 프로젝션 텔레비젼이 이용되고 있으며, 이것은 레이저 발진 장치에 의해 형성된 이메이지를 렌즈를 통해 확대 투사함으로써 고해상도의 이메이지를 얻을 수 있도록 하는 것이다. 레이저 투사 장치에도 별도의 냉각 장치가 구비되어 있다.

위와 같은 투사형 칼러 음극선관에 있어서, 휘도를 향상시키려면 구동 전압을 고도로 높일 필요가 있다. 그런데 구동 전압이 높아질수록 음극선관에서 발생하는 열의 발생이 증가하므로, 그에 따라 광 변환 효율이 저하된다. 이러한 광 변환 효율의 저하는 특히 단파장용 칼러 음극선관에서 심각하며, 따라서 레드 칼러용 음극선관보다는 블루 칼러용 음극선관의 광 변환 효율이 보다 빨리 저하되는 경향이 있다. 또한 구동 전압의 증가에 따른 열의 발생은 음극선관 패널 표면의 영역별 온도차를 야기하며, 그에 따른 크랙(crack)의 발생을 초래한다. 크랙을 그대로 방치할 경우 음극선관은 폭축될 가능성이 있으므로, 음극선관 패널 표면의 온도를 영역별로 편차없이 균일하게 유지할 수 있어야 한다. 그러나 도 1을 참고하여 설명된 투사형 칼러 음극선관은 냉매 프레임(12)의 내부에 정체된 냉매(17)로써 자연 대류 현상을 통해 음극선관 본체(11)를 냉각시키는 방식이므로 만족스러운 냉각 효과를 얻지 못하며, 더욱이 고전압이 인가되는 경우에는 충분한 냉각 효과를 얻지 못한다는 단점을 가진다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각 효과가 개선된 투사형 칼러 음극선관을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉매의 강제 순환 방식을 이용하는 냉각 장치를 구비한 투사형 칼러 음극선관을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상온 보다 낮은 온도의 냉매가 강제 순환되는 냉각 장치를 구비하는 투사형 칼러 음극선관을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉각 효과가 개선된 투사형 칼러 음극선관을 이용하는 투사형 표시 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 투사형 칼러 음극선관의 개략적인 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 투사형 칼러 음극선관의 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 투사형 칼러 음극선관을 이용하는 프로젝션 텔레비젼의 하나의 예에 대한 개략적인 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 투사형 칼러 음극선관을 이용하는 프로젝션 텔레비젼의 다른 예에 대한 개략적인 구성도.

도 5는 이중관에 대한 개략적인 사시도.

도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명

11.21. 음극선관 12.22. 냉매 프레임

17.27. 냉매 28. 냉매 유입구

29. 냉매 유출구 31.32.33. 칼러 음극선관

34.35. 플렉서블 튜브 36. 파이프

37. 펌프 38. 열교환기

39. 팬 42. 열교환부

43. 압축기 44. 응축기

45. 튜브 46. 모터

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 음극선관 본체, 냉매가 유입 및 유출될 수 있는 냉매 유입구 및 냉매 유출구가 각각 형성되어 있으며 상기 음극선관 본체의 전면 패널에 설치된 냉매 프레임 부재, 상기 냉매 프레임 부재의 전방에 설치된 렌즈 프레임 부재, 상기 렌즈 프레임 부재내에 설치된 다수의 렌즈들을 구비한 투사형 칼러 음극선관이 제공된다.

또한 본 발명에 따르면, 제 1 냉매에 대한 냉매 유입구 및 냉매 유출구와 냉매 충전 공간이 형성된 냉매 프레임 부재를 가진 최소한 하나 이상의 투사형 칼러 음극선관 및, 상기 하나 이상의 투사형 칼러 음극선관의 냉매 유입구 및 냉매 유출구에 연결되는 도관을 구비하는 투사형 표시 장치가 제공된다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 도관의 최소한 일부는 상기 하나 이상의 투사형 칼러 음극선관의 경사 조정(tilt control)이 가능하도록 유연성이 있는 플렉서블 튜브로 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도관은 어느 하나의 투사형 칼러 음극선관의 유입구와 다른 하나의 투사형 칼러 음극선관의 유출구를 상호 연결하는 직렬 방식으로 설치된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도관이 형성하는 냉매 유동 경로를 통해 제 1 냉매를 강제 순환시키는 가압용 펌프 및, 상기 냉매의 온도를 하강시키기 위해 상기 유동 경로내에 설치된 열교환 수단을 더 구비하는 투사형 표시 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 열교환 수단은 냉매가 외부 공기와 접촉하는 면적을 확대시킨 방열기이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 방열기에 근접하여 팬과 팬 구동 모터가 설치된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 열교환 수단은, 상기 도관을 통해 유동하는 제 1냉매와의 열교환이 가능하도록 상기 도관에 근접하여 설치되며 그 안에서 제 2 냉매가 저온 저압의 기체 상태로 증발되는 증발기, 상기 저온 저압의 기체 상태인 제 2 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축시키는 압축기, 상기 고온 고압의 기체 상태인 제 2 냉매를 고온 고압의 액체 상태로 응축시키는 응축기 및, 상기 압축기를 구동하는 구동 모터를 구비한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도관은 중심부에 형성된 원형 공간과 상기 원형 공간의 외주면에 형성된 환형 공간을 가지는 이중관으로 형성되며, 상기 제 1 냉매는 상기 원형 공간을 통해 유동하고, 상기 환형 공간은 진공으로 유지된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도관의 외주면은 하나 이상의 단열재로 피복된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 열교환 수단에 의해 냉각된 제 1 냉매는 상기 두 개 이상의 투사형 칼러 음극선관들중에서 상대적으로 단파장의 광 이메이지를 발생시키는 투사형 칼러 음극선관에 우선적으로 유입된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도관은 각각의 투사형 칼러 음극선관에 대하여 독립된 유동 경로를 형성하도록 병렬 방식으로 연결된다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 투사형 칼러 음극선관에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 음극선관 본체(21)의 패널 전면에는 냉매 프레임(22)이 설치되고, 냉매 프레임(22)의 전방에는 렌즈 프레임(23)이 설치된다. 렌즈 프레임(23)에는 다수의 렌즈(24a 내지 24e)들이 설치된다.

냉매 프레임(22)의 내부에는 음극선관 본체(21)의 패널과 렌즈(24a)에 의해 냉매 충전 공간이 형성되며, 상기 냉매 충전 공간에 냉매(27)가 충전될 수 있다. 냉매는 주로 에틸렌글리콜과 물의 혼합물을 사용할 수 있다. 냉매 프레임(22)의 일측에는 냉매 유입구(28)가 형성되고, 다른 일측에는 냉매 유출구(29)가 형성되어 있다. 냉매(27)는 상기 냉매 유입구(28)를 통해서 냉매 충전 공간의 내부로 유입되며(F_in으로 표시됨), 냉매 유출구(29)를 통해서 유출될 수 있다(F_out으로 표시됨). 즉, 본 발명의 칼러 음극선관에서 냉매(27)는 냉매 충전 공간에 정체되어 있는 것이 아니고, 냉매 유입구(28) 및 냉매 유출구(29)를 통해서 유동할 수 있으며, 이후에 설명되는 펌프와 파이프를 통해서 강제로 순환 유동할 수 있다. 냉매의 시일을 보장하기 위해서 시일링 부재(25,26)가 설치된다.

도 3에는 본 발명에 따른 칼러 음극선관의 냉각 장치를 이용한 프로젝션 텔레비젼의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 각각의 칼러 음극선관(31,32,33)은 그 냉매 유입구 및 유출구가 플렉서블 튜브(34,35)와 파이프(36)를 통해서 연결된다. 파이프(36)를 통해 유동하는 냉매는 펌프(37)에 의해서 가압되어 강제 순환될 수 있다. 또한 방열기와 같은 열교환기(38)가 냉매 유동 경로중에 설치됨으로써, 냉매가 가지고 있는 열을 대기중으로 보다 신속하고 효율적으로 방출할 수 있도록 한다. 열교환기(38)는 냉매가 외부의 공기와 접촉하는 표면적을 확대한 장치로서, 열교환기의 방열 작용을 보다 극대화할 수 있도록 팬(39)과 팬 구동 모터(39a)가 더 설치되는 것이 바람직스럽다.

파이프(36)는 칼러 음극선관에 인가되는 전압 및 사용되는 환경에 따라서 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들면, 칼러 음극선관으로부터 방출되는 열이 상대적으로 높지 않기 때문에 상온에서 구동 가능할 경우에는 파이프(36)를 통해 유동중인 냉매의 열이 대기중으로 방출될 수 있도록 표면적이 넓은 파이프 형태를 채용할 수 있다.

칼러 음극선관들의 냉매 프레임에 형성된 냉매 충전 공간을 통해 유동하는 냉매의 경로는 열의 발생에 대한 칼러 음극선관의 특성을 고려하여 설정하는 것이 바람직스럽다. 위에서 설명된 바와 같이, 고전압이 인가될 경우에 열의 영향으로 단파장 칼러 음극선관의 광변환 효율이 장파장의 칼러 음극선관의 광변환 효율보다 더욱 빨리 떨어지며, 이것은 단파장 칼러 음극선관을 보다 효율적으로 냉각시킬 필요가 있음을 의미하는 것이다. 따라서 냉매가 도 3에서 화살표로 표시된 바와 같이 시계 반대 방향으로 순환할 경우에, 냉매의 온도가 가장 낮을 때 블루 칼러 음극선관(31)에 유입되도록 하고, 다음에 블루 칼러 음극선관(31)으로부터 유출된 냉매가 그린 칼러 음극선관(32)에 유입되도록 하며, 마지막으로 레드 칼러 음극선관(33)에 냉매가 유입되도록 한다. 즉, 냉매의 온도는 하나의 칼러 음극선관을 통과할때마다 상승할 것이기 때문에, 가장 낮은 온도의 냉매가 단파장 칼러의 음극선관을 냉각시키도록 하는 것이다.

플렉서블 튜브(flexible tube, 34,35)는 각각의 칼러 음극선관들의 틸트 조정(tilt control)을 위하여 설치되며, 칼러 음극선관들을 움직일 때 조정 여유를 둘 수 있도록 한 것이다. 즉, 플렉서블 튜브(34,35)의 유연성에 기인하여, 각각의 칼러 음극선관(31,32,33)을 개별적으로 틸트시킬 수 있으며, 칼러 음극선관들중 하나를 틸트시킬 때 다른 칼러 음극선관은 영향을 받지 않는다.

도 4에 도시된 것은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 개략적인 구성도로서, 이것은 칼러 음극선관으로부터 발생되는 열이 매우 높을 경우에 냉매의 온도를 상온보다 낮게 유지할 수 있는 냉각 장치가 구비되어 있다.

도면을 참조하면, 도 3과 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호로 표시되어 있다. 각각의 블루, 그린 및 레드 칼러 음극선관(31,32,33)은 플렉서블 튜브(34,35)를 통해 연결되며, 펌프(37)의 가압력에 의해 파이프(41)를 통해서 제 1 냉매가 유동한다.

냉매의 온도는 열교환부(42)에서 실온보다 낮은 온도로 하강할 수 있다. 이것은 튜브(45)를 통해 유동하는 제 2 냉매가 압축기(43)와 응축기(44) 및 증발기(47)에서 통상의 냉동 순환 사이클을 형성하기 때문이다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 제 2 냉매는 열교환부(42)에 설치된 증발기(47)에서 증발하게 되며, 이때 필요한 증발 잠열을 제 1 냉매로부터 얻게 된다. 증발된 제 2 냉매는 모터(46)에 의해 구동되는 압축기(43)에서 고온 고압의 가스로 압축되고, 다음에 응축기(44)에서 응축됨으로써 고온 고압의 액체 상태로 변환된다. 고온 고압의 액체 상태인 제 2 냉매는 증발기(47)를 통과하는 동안 급속 팽창과 증발 현상을 거치게 되는데, 위에 설명한 바와 같이 이러한 증발에 필요한 증발 잠열을 제 1 냉매로부터 획득하기 때문에 제 1 냉매의 온도는 실온보다 낮아질 수 있다. 실온보다 낮아진 제 1 냉매의 온도를 유지하기 위해서, 파이프(41)의 외표면에 진공을 형성하는 이중관을 사용하거나, 다층의 단열재로 파이프(41)를 피복하는 것이 바람직스럽다. 이중관은 도 5에 도시된 바와 같이, 파이프(51)를 다른 파이프(52)의 내부 공간에 삽입함으로써, 단면이 원형인 파이프(51)의 내부 공간을 냉매 유동 공간으로 이용하고, 단면이 환형인 파이프(51)와 파이프(52) 사이의 내부 공간을 진공으로 유지하는 것이다. 진공 공간(54)은 단열 효과를 가지므로, 파이프(51)를 통해 유동하는 냉매의 온도가 유지될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 실시예들은 냉매를 각각의 칼러 음극선관(31,32,32)에 형성된 냉매 충전 공간을 통해서 순차적으로 유동시키는 소위 직렬 형태의 냉각 방식이다. 그러나 도 2에 도시된 칼러 음극선관에 대하여 각각 독립적으로 냉매를 순환시키는 병렬 형태의 냉각 방식이 본 발명의 범위내에서 가능하다는 점은 자명할 것이다. 즉, 도 2에서 냉매 유입구(28)와 냉매 유출구(29)에 각각 플렉서블 파이프의 일단부를 연결하고, 상기 플렉서블 파이프의 타 단부는 열 교환부에 연결하는 것이다. 이 경우에는 열교환 효율이 현저히 증가할 수 있다.

냉매는 가급적 층류 유동을 하는 것이 바람직스러우며, 이는 냉매의 유동시에 발생할 수 있는 기포를 최대한 억제하기 위한 것이다. 따라서 펌프(37)는 층류 유동을 일으킬 수 있는 적절한 것이 선택되어야 한다.

본 발명에 따른 투사형 칼러 음극선관의 냉각 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 냉매를 강제 순환시킴과 동시에 열교환기를 통해 냉매가 가지고 있는 열을 방출시키므로 신속하고 효과적인 음극선관의 냉각이 수행될 수 있다. 둘째, 칼러 음극선관에서 발생하는 빛의 파장이 짧을수록 낮은 온도의 냉매가 유동되도록 냉매 유동 경로를 설정함으로써 냉매의 운용 효율이 극대화되었다. 셋째, 칼러 음극선관의 냉매 프레임들을 유연성이 있는 플렉서블 튜브로 연결함으로써 각각의 칼러 음극선관의 틸트 각도 조정 여유를 확보할 수 있다. 넷째, 칼러 음극선관 패널 부분을 균일하게 냉각시킴으로써 크랙의 발생 가능성을 최소화할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

1. 음극선관 본체,

   냉매가 유입 및 유출될 수 있는 냉매 유입구 및 냉매 유출구가 각각 형성되어 있으며 상기 음극선관 본체의 전면 패널에 설치된 냉매 프레임 부재,

   상기 냉매 프레임 부재의 전방에 설치된 렌즈 프레임 부재,

   상기 렌즈 프레임 부재내에 설치된 다수의 렌즈들을 구비한 투사형 칼러 음극선관.
2. 제 1 냉매에 대한 냉매 유입구 및 냉매 유출구와 냉매 충전 공간이 형성된 냉매 프레임 부재를 가진 최소한 하나 이상의 투사형 칼러 음극선관 및,

   상기 하나 이상의 투사형 칼러 음극선관의 냉매 유입구 및 냉매 유출구에 연결되는 도관을 구비하는 투사형 표시 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 도관의 최소한 일부는 상기 하나 이상의 투사형 칼러 음극선관의 경사 조정(tilt control)이 가능하도록 유연성이 있는 플렉서블 튜브로 형성되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 도관은 어느 하나의 투사형 칼러 음극선관의 유입구와 다른 하나의 투사형 칼러 음극선관의 유출구를 상호 연결하는 직렬 방식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 도관이 형성하는 냉매 유동 경로를 통해 제 1 냉매를 강제 순환시키는 가압용 펌프 및,

   상기 냉매의 온도를 하강시키기 위해 상기 유동 경로내에 설치된 열교환 수단을 더 구비하는 투사형 표시 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 열교환 수단은 냉매가 외부 공기와 접촉하는 면적을 확대시킨 방열기인 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 방열기에 근접하여 팬과 팬 구동 모터가 설치된 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 열교환 수단은,

   상기 도관을 통해 유동하는 제 1냉매와의 열교환이 가능하도록 상기 도관에 근접하여 설치되며 그 안에서 제 2 냉매가 저온 저압의 기체 상태로 증발되는 증발기,

   상기 저온 저압의 기체 상태인 제 2 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축시키는 압축기,

   상기 고온 고압의 기체 상태인 제 2 냉매를 고온 고압의 액체 상태로 응축시키는 응축기 및,

   상기 압축기를 구동하는 구동 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
9. 제 2 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 도관은 중심부에 형성된 원형 공간과 상기 원형 공간의 외주면에 형성된 환형 공간을 가지는 이중관으로 형성되며, 상기 제 1 냉매는 상기 원형 공간을 통해 유동하고, 상기 환형 공간은 진공으로 유지되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
10. 제 2 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 도관의 외주면은 하나 이상의 단열재로 피복되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
11. 제 4 항에 있어서, 상기 열교환 수단에 의해 냉각된 제 1 냉매는 상기 두 개 이상의 투사형 칼러 음극선관들중에서 상대적으로 단파장의 광 이메이지를 발생시키는 투사형 칼러 음극선관에 우선적으로 유입되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
12. 제 2 항에 있어서, 상기 도관은 각각의 투사형 칼러 음극선관에 대하여 독립된 유동 경로를 형성하도록 병렬 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.