KR20000033141A - 음극선관용 전면 유리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 전면 유리에 관한 것으로서, 특히 물리 강화에 의한 압축응력층이 형성된 음극선관용 전면 유리에 있어서 상기의 전면 유리의 영역별 응역 분포를 개선하여 페이스부 중앙영역 표면의 압축응력을 σ_SC1,블렌드 R부에 인접한 페이스부 가장자리영역 표면의 압축응력 σ_SC2라고 할 때,

1σ_SC2/σ_SC1＜ 1.5가 되도록 하여 방폭 테스트 시 상기의 전면 유리의 페이스부에서 크기가 큰 유리 파편이 많이 생기도록 하여서 유리 벌브의 세편화를 방지하고 비산량이 적게함으로써 방폭 특성을 향상시킨 것이다.

Description

음극선관용 전면 유리

본 발명은 음극선관용 전면 유리에 관한 것으로서, 특히 전면 유리의 영역별 응력 분포를 개선한 음극선관용 전면 유리에 관한 것이다.

종래 텔레비전 혹은 모니터에 사용되는 음극선관용 전면 유리의 표면에 물리 강화 방법으로 압축 응력 층을 형성하여 유리 강도를 향상시키고 그 결과로 벌브 내외의 기압차로 생기는 최대 인장응력을 억제하여 음극선관 제조중의 열적 파손이나 음극선관 완성후의 피로 파괴를 방지하는 것은 미국 특허 2991591, 4566893, 5445285호에 제안되고 있다.

통상 음극선관용 전면 유리의 물리 강화는 약 1000℃의 온도 영역에서 전면 유리를 프레스 성형한 후 전면 유리의 표면과 내부가 큰 온도차를 유지하면서 서냉점 이하로 냉각되고 다시 전면 유리의 표면과 내부가 적당한 온도차를 형성하여 전면 유리 내부의 응력을 완화시켜 소정의 물리 강화가 이루어지도록 서냉로 내에서 혹은 밖에서 유리를 구성하는 원자들이 재배치할 수 있는 온도로 열처리를 하여 압축 응력을 얻는다.

도1은 음극선관용 벌브의 측면도로 벌브 내외부의 기압차에 의해서 발생하는 응력의 분포를 나타낸 것이다. 음극선관용 전면 유리(10)는 영상을 표시하는 페이스부(21), 후면 유리(18)와 접합되는 접합면을 갖는 스커트부(14), 그리고 상기 페이스부(12)와 스커트부(14)를 연결하는 블렌드 R부(16)로 구성된다. 상기 블랜드 R부(16)는 도1에 도시된 바와 같이 벌브 내외부의 기압차에 의해 최대 인장 응력이 작용하는 영역으로 취약하다. 따라서 다른 부분보다 두껍게 설계하는 것이 통상적이며, 그 결과 상기의 블렌드 R부(16)에 근접한 페이스부(12) 가장자리영역은 성형 공정상에서 페이스부(12) 중앙영역과 비교하면 냉각 속도가 느리고 또한 고온이어서 응력 완화 현상이 커지게 된다. 도2는 종래기술에 따른 음극선관용 전면 유리의 압축 응력의 분포를 도시한 것으로 원의 크기가 큰 영역이 상대적으로 압축 응력값이 큰 것을 의미한다. 도2에 도시된 바와 같이 페이스부 중앙영역과 블렌드 R근처의 페이스부 가장자리영역의 응력을 비교하게 되면 통상 페이스부 중앙영역의 응력값이 큰 응력 분포를 나타낸다.

기존 물리 강화 방법으로 제조된 전면 유리에 있어서, 표면은 압축 응력층이 형성되고 내부는 압축 응력의 약 1/2 크기의 인장 응력층이 형성된다. 이때 전면 유리에 외부 충격이 가해지는 경우 표면에 형성된 홈(flaw)을 기점으로 크랙이 전면 유리의 단면 중심부인 인장 응력층을 따라 진행되기 때문에 인장응력이 커질수록 크랙 진행 속도 및 진행 거리가 커지게 된다. 따라서 상기의 응력 분포를 갖는 전면 유리는 페이스부 중앙영역의 압축 응력 크기가 페이스부의 가장자리 영역의 압축 응력 크기보다 크며, 이는 내부 인장 응력도 다른 영역의 것보다 크기 때문에, 그 결과 음극선관의 방폭 테스트시 외부 충격에 의해 일단 크랙의 전파가 급격해지면 유리의 파편이 세편화되고 비산거리 및 비산량의 증가로 안전도가 나빠지는 등 방폭 특성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 전면 유리 페이스부의 압축 응력 분포를 개선한 음극선관용 전면 유리를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 방폭 테스트시 세편화를 방지한 음극선관용 전면 유리를 제공하는데 있다.

도1은 음극선관용 벌브의 측면도로 벌브 내외부의 기압차에 의해서 발생하는 응력의 분포를 도시하는 도면

도2는 종래기술에 다른 음극선관용 전면 유리의 압축 응력 분포를 도시하는 도면

도3은 본 발명에 따른 음극선관용 전면 유리의 압축 응력 분포를 도시하는 도면

도4는 낙하 볼 테스트시의 전면 유리를 도시하는 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전면 유리 12 : 페이스부

14 : 스커트부 16 : 블렌드 R부

18 : 후면 유리 40 : 타격지점

42 : 크랙 44 : 노드

본 발명은 영상을 표시하는 페이스부, 후면 유리와 접합되는 접합면을 갖는 스커트부 그리고 상기 페이스부와의 스커트부를 연결하는 블렌드 R부로 구성된 전면 유리에 있어서, 상기 페이스부, 스커트부 및 블렌드 R부의 표면에 물리강화에 의한 압축 응력층이 형성되고 상기 페이스부 중앙영역 표면의 압축 응력을 σ_SC1,블렌드 R부에 인접한 페이스부 가장자리영역 표면의 압축응력 σ_SC2라고 할 때, 1σ_SC2/σ_SC1＜ 1.5인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3는 본 발명에 따른 음극선관용 전면 유리의 압축 응력 분포를 도시한것으로 원의 크기가 큰 영역이 상대적으로 압축 응력값이 큰 것을 의미한다.

도3에 도시한 바와 같이 물리 강화 방법으로 전면 유리에 소정의 압축 응력을 부여하여, 전면 유리의 페이스부 중앙영역 압축 응력을 페이스부 가장자리영역의 것보다 같거나 작게하여 기존 응력 분포를 개선하였다. 그 결과 방폭 테스트시 전면 유리의 페이스부에서 유리 파편의 크기를 크게하여 유리 벌브의 세편화를 방지하고 비산량을 적게함으로써 방폭 특성을 향상시킨 것이다.

본 발명은 전면 유리 페이스부 중앙영역 표면의 압축 응력을 σ_SC1,블렌드 R부에 인접한 페이스부 가장자리영역 표면의 압축응력 σ_SC2라고 할 때,

1σ_SC2/σ_SC1＜ 1.5인 것을 특징으로 하는 것으로 , 1 ＞ σ_SC2/σ_SC1인 경우는 상기의 문제점으로 지적된, 페이스부 중앙영역의 압축 응력이 페이스부 가장자리영역의 압축 응력보다 큰 경우로, 페이스부 가장자리영역이 페이스부 중앙영역과 스커트부보다 냉각 속도가 느려 평면 방향으로 생성된 인장 응력이 벌브 내외 기압차로 인한 진공 인장 응력과 겹쳐져서 방폭 테스트시 세편화를 가중시키는 요인이 된다. 뿐만 아니라 외부 충격에 의해 크랙이 전파하는 경우 페이스부 중앙영역의 과잉 인장 응력이 에너지로 방출되어 세편화 되기 쉽고, 유리 내에 잔류 응력이 크면 스트레인 에너지도 커지고 외부의 기계적, 열적 충격 후 방출될 수 있는 에너지양도 커진다.

1.5σ_SC2/σ_SC1인 경우 중앙영역에 걸리는 압축 응력이 가장자리영역의 것보다 너무 작아져 충분한 압축 응력이 중앙영역에 얻어지지 않게 되어 플래트화 및 대형화에 따른 강도 저하를 막을 수 없다.

이하 실시예에 있어서,

전면 유리의 페이스부 중앙영역의 압축 응력값을 가장자리영역보다 같거나 작게 유지하기 위해서 각 영역에 대하여 온도, 냉각속도 및 시간 등을 조절하여 유리 전이 온도점 이상에서 전면 유리의 위치 혹은 두께에 따라 냉각속도를 다르게 하면 표면 및 내면에 걸리는 응력 크기가 달라진다. 이와같이 제작된 전면 유리의 두께 방향의 응력은 세나르몽법(Senarmont method, JIS-S2305)에 의하여 측정되었다.

세편화 정도를 알아 보기위하여 낙하 볼 테스트를 실시하였다. 낙하 볼 테스트는 일반 강화 안전 판유리에 적용되는 기준을 적용하되, 위치 에너지를 7J 이상으로 테스트 하였다. 도4는 낙하 볼 테스트시의 전면 유리(10)를 도시한 것으로 상기의 전면 유리(10)에 가로, 세로의 길이가 5㎝인 정사각형이 되도록 색연필로 표시하여 충격이후 깨진 조각의 구분이 가능하도록 하였다. 타격 지점(40)은 페이스부 중앙점이 되도록 하였고, 또 깨진 형태를 유지하기 위하여 내면에 테이프로 붙여 조각 형태를 구분할 수 있게 하였다. 상기의 실시한 테스트의 타격 지점(40)로부터 지름 5㎝인 원을 그려 크랙(42)과 접촉하는 부분을 표시하여 노드(44)의 갯수를 나타냈다.

실시예 1

29인치 음극선관용 전면유리를 제조하여서 도2에 도시된 바와 같이 전면 유리의 장축 및 단축상을 따라 가장자리영역에서의 응력을 각각 σ_SC2, σ_SC1-, 중앙영역에서의 응력을 σ_SC1라고 할 때, 비교예 1은 종래기술에 따른 음극선관용 전면 유리이며, 응력 분포가 페이스부의 중앙영역이 페이스부의 가장자리 영역에 비해서 큰 경우로, 포1에서 나타낸 바와 같이 A가 B, C보다 큰 분포를 가지며 각각의 응력 비율(B/A, C/A)은 0.8, 0.7이다. 반면 실시예 1은 본 발명에 따른 개선한 응력 분포를 나타내는 전면 유리로, 응력 분포가 장축 및 단축상을 따라 가장자리영역에서의 응력이 중앙영역보다 큰 분포를 가지며 그 결과 응력 비율(B/A, C/A)이 각각 1.3, 1.2이다.

상기의 비교예 1과 실시예 1에 낙하 볼 테스트를 실시하여 비교한 결과, 표1에 도시된 바와 같이 비교예 1에 비하여 실시예 1이 중앙영역에서 비교적 사이즈가 크고 수가 적은 조각들이 발생하였으며, 뿐만 아니라 타격지점(40)으로부터 직경 5㎝인 원과 만나는 크랙(42)의 갯수 역시 비교예 1의 16개에서 10개로 감소하였다.

실시예 2

15인치 음극선관용 전면 유리를 대상으로 실시한 경우로, 비교예 2는 종래예로 전면 유리의 응력분포에 따른 응력 비율(B/A, C/A)이 각 0.8, 0.7이고, 실시예 2는 본 발명에 따른 개선한 응력 분포를 나타내는 전면 유리로, 응력 분포가 장축 및 단축상을 따라 가장자리영역에서의 응력이 중앙영역보다 큰 분포를 가지며 그 결과 응력 비율(B/A, C/A)이 각각 1.1, 1.0이다.

표2에 도시된 바와 같이, 비교예 2와 실시예 2에 낙하 볼 테스트를 실시하여 비교한 결과, 비교예 2에 비하여 실시예 2는 비교적 사이즈가 크고 적은 수의 조각들이 발생하였으며 뿐만 아니라 타격지점(40)으로부터 직경 5㎝인 원과 만나는 크랙(42)의 갯수 역시 비교예 2의 13개에서 9개로 감소하여 조각수가 작아지는 결과를 보인다.

본 발명은 상기의 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 영상을 표시하는 페이스부, 후면 유리와 접합되는 접합면을 갖는 스커트부 그리고 상기 페이스부와 스커트부를 연결하는 블렌드 R부로 구성되며, 상기 페이스부, 스커트부 및 블렌드 R부의 표면에 물리 강화에 의한 압축 응력층이 형성된 음극선관용 전면 유리에 있어서, 상기의 전면 유리의 페이스부의 중앙영역의 압축응력을 σ_SC1, 블렌드 R부에 인접한 페이스부 가장자리영역의 압축응력 σ_SC2라고 할때, 응력의 분포를 σ_SC1 σ_SC2가 되도록 개선하여서 방폭 테스트시 상기의 전면 유리의 페이스부에서 크기가 큰 유리 파편이 많이 생기도록 하여서 유리 벌브의 세편화를 방지하고 비산량이 적게함으로써 방폭 특성을 향상시킨 것이다.

Claims (1)

1. 영상을 표시하는 페이스부, 후면 유리와 접합되는 접합면을 갖는 스커트부 그리고 상기 페이스부와의 스커트부를 연결하는 블렌드 R부로 구성되며, 상기 페이스부, 스커트부 및 블렌드 R부의 표면에 물리강화에 의한 압축 응력층이 형성된 음극선관용 전면 유리에 있어서, 상기 페이스부 중앙영역 표면의 압축 응력을 σ_SC1,블렌드 R부에 인접한 페이스부 가장자리영역 표면의 압축응력 σ_SC2라고 할 때, 1σ_SC2/σ_SC1＜ 1.5인 것을 특징으로 하는 음극선관용 전면 유리.