KR20000051893A - 평면 브라운관용 레일의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면 브라운관에 관련한 것으로서, 평면 브라운관용 레일의 구조를 개선하여 레일과 패널을 부착시키는 프릿글라스의 양을 절감시킬 수 있도록 함과 함께 상기 레일과 패널의 서로 다른 열팽창에 따른 구조적인 변형을 방지할 수 있도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명은 형광체(1a)가 도포된 평판형의 패널(1)과, 전자빔(4)의 색선별 역할을 행하도록 다수의 구멍이 형성된 섀도우마스크(8)와, 상기 패널과 섀도우마스크간의 간격을 적절히 유지시키기 위하여 상기 패널과 섀도우마스크에 양측이 각각 부착된 상태로 사각틀의 형상을 이루는 레일(70)을 구비한 평면 브라운관에 있어서, 상기 레일은 패널(1)과 섀도우마스크(8)에 각각 부착되는 양측을 서로 다른 열팽창계수를 가지는 두 재질(71)(72)로써 구성하고, 상기 두 재질은 서로 일체화한 것을 특징으로 하는 평면 브라운관용 레일의 구조가 제공된다.

Description

평면 브라운관용 레일의 구조{structure for rail in plane type cathode-ray tube}

본 발명은 평면 브라운관에 관련된 것으로서, 보다 상세하게는 섀도우마스크를 패널에 고정하기 위한 레일에 관한 것이다.

먼저, 일반적인 평면 브라운관의 구성 및 작용을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

평면 브라운관은 도 1에 도시된 바와 같이 형광체(1a)가 도포된 평판형 패널(1)의 내면에 벌브(bulb)형태의 펀넬(2)이 결합되어 있고, 상기 펀넬(2)의 후방으로 후퇴된 관형상의 네크부(3)에는 전자빔(4)이 발사되는 전자총(5)이 봉입되어 있으며, 상기 네크부(3)의 외측에는 전자빔(4)을 수평 및 수직방향으로 편향시켜주는 편향요크(6)가 설치되어 있다.

그리고, 패널(1) 내면의 가장자리측에는 사각틀 형상의 레일(7)이 유리재질의 프릿글라스(frit glass)에 의해 융착 고정되어 있으며, 상기 레일(7)의 펀넬측에는 전자빔의 색선별 역할을 행하도록 공극형상 또는 원형상의 가는 구멍이 무수히 뚫린 섀도우마스크(8)가 용접에 의해 고정되어 있다.

이 때, 상기 레일은 패널과 섀도우마스크 간의 간격을 적절히 유지시켜주는 역할을 행하게 된다.

따라서, 상기 펀넬(2)의 네크부(3)에 봉입되어 있는 전자총(5)으로 영상신호가 입력되면 전자총의 캐소드로부터 전자빔(4)이 방출되고, 방출된 전자빔은 전자총의 각 전극에 인가된 전압에 의해 제어, 가속, 집속된 다음 편향요크(6)의 정자계에 의해 수평 및 수직방향으로 궤도가 수정된 상태로 섀도우마스크(8)를 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광체(1a)를 발광시키므로써 화상이 재현된다.

한편, 상기와 같은 각 작용을 행하는 평면 브라운관의 각 구성부분중 레일은 섀도우마스크를 패널 내면에 적정 간격을 두고 고정하는 역할을 행하게 되는데, 이와 같은 레일의 구조 및 상기 레일을 패널에 부착하는 과정에 관해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 레일은 도시한 도 2와 같이 내부가 빈 2개의 장레일(7a) 및 2개의 단레일(7b)이 코너부에서 엔드캡(7c)에 의해 서로 용접 연결되어 사각틀의 형상을 이루게 된다.

이 때, 상기 레일은 열팽창 차이로 인한 패널(1)의 깨어짐을 방지하고 변형량을 최소화하기 위하여 유리와 열팽창계수가 비슷한 합금재 예를 들어 28%의 크롬이 합금되어 있는 금속을 사용하며, 이와 같은 크롬합금은 그 가격이 비쌈에 따라 전술한 바와 같이 내부가 빈 사각틀의 형상으로써 형성하는 것이다.

이와 같이 구성된 레일(7)을 패널(1) 내면에 고정시킬때는 우선, 레일(7)의 내부로 용융상태의 필 프릿글라스(7d)를 대략 70% 정도 충진시킨 후 그 위에 탑(TOP) 프릿글라스(10)을 도포하게 된다.

이 때, 상기 필 프릿글라스는 내부가 빈 레일(7)의 내부에 충진된 상태로써 상기 레일과 패널(1)을 부착시키는 역할을 행하게 되고, 상기 탑 프릿글라스는 레일(7)의 외측과 패널(1)에 도포됨으로써 양자를 서로 부착시키는 역할을 행하게 된다.

따라서, 상기와 같이 각 프릿글라스(7d)(10)로써 패널(1)과 레일(7)을 부착하게 되면 이를 견고히 하기 위하여 고온의 노(oven)(도시는 생략함)를 통과시켜 적정온도(약 440℃)로 가열시키게 되는데, 이에 따라 레일(7)과 패널(1)은 상기 각 프릿글라스의 응고력에 의해 서로 부착될 수 있게된다.

이후, 그라인딩(grinding) 작업을 통해 패널(1)에 부착된 레일(7)의 불필요한 외부 물질을 제거함과 함께 패널(1)과 섀도우마스크(8)와의 간격을 일정하게 맞춤으로써 섀도우마스크의 지지를 완료하게 된다.

한편, 전술한 과정중 각 프릿글라스로써 패널(1)과 레일(7)을 부착한 후 노(爐)에 통과시킴으로써 가열하는 과정에서 레일(7)의 내부에 충진되는 필 프릿글라스(7d)는 그 재질상의 특성상 대략 30% 정도 수축된다.

이와 같은 필 프릿글라스(7d)의 수축 현상은 패널(1)과 레일(7)의 접합력을 떨어뜨리게 될 뿐만 아니라 심할 경우에는 패널(1)과 레일(7)이 융착되지 않게 되어 제품의 불량을 유발할 수 있는 됨은 이해 가능하다.

또한, 현재에는 브라운관이 점차 대형화되는 추세를 감안한다면 섀도우마스크의 피치 사이즈가 점차적으로 커져가고 있고, 이에 따라 레일의 높이 역시 높아지고 있지만, 전술한 바와 같은 레일과 패널의 부착 공정중 이루어지는 필 프릿글라스의 수축을 감안한다면 상기와 같은 레일의 높이 증가에 비례하여 레일 내부에 추가적으로 충진하여야 함에 따라 상기 필 프릿글라스의 양이 그만큼 증가하게 될 수 밖에 없다.

이와 같은 문제는 전체적인 생산비의 증가를 유발함과 함께, 전술한 바와 같이 필 프릿글라스의 양을 재충진하는데 소요되는 시간 및 이를 굳히기 위해 노공정을 행하는데 소요되는 시간의 증가를 유발시키게 되어 전체적인 제조효율을 저하시키게 되는 문제점으로 까지 발전하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 레일과 패널을 부착시키는 프릿글라스의 양을 절감시킬 수 있도록 함과 함께 상기 레일과 패널의 서로 다른 열팽창에 따른 구조적인 변형을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면 형광체가 도포된 평판형의 패널과, 전자빔의 색선별 역할을 행하도록 다수의 구멍이 형성된 섀도우마스크와, 상기 패널과 섀도우마스크간의 간격을 적절히 유지시키기 위하여 상기 패널과 섀도우마스크에 양측이 각각 부착된 상태로 사각틀의 형상을 이루는 레일을 구비한 평면 브라운관에 있어서, 상기 레일은 패널과 섀도우마스크에 각각 부착되는 양측을 서로 다른 열팽창계수를 가지는 두 재질로써 구성하고, 상기 두 재질은 서로 일체화한 것을 특징으로 하는 평면 브라운관용 레일의 구조가 제공된다.

도 1 은 일반적인 평면 브라운관의 종단면도

도 2 는 일반적인 레일과 패널간의 결합된 상태를 나타낸 사시도

도 3 은 도 2 의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

도 4 는 본 발명에 따른 레일과 패널간의 결합된 상태를 나타낸 사시도

도 5 는 도 4 의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

도 6a, 6b 는 본 발명에 따른 레일이 노(爐)공정중 이루게 되는 변형 과정을 레일의 일측에서 본 상태도

도 7 은 본 발명에 따른 레일의 열변형량과 연결편의 열변형량을 비교하여 나타낸 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

70. 레일 71. 합금재

72. 일반금속 73. 연결편

74. 탑 프릿글라스 75. 보조 연결편

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 4 내지 도 7 을 참조로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명에 따른 레일과 패널간의 결합된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5 는 도 4 의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이며, 도 6a, 6b 는 본 발명에 따른 레일이 노공정중 이루게 되는 변형과정을 레일의 일측에서 본 상태도이고, 도 7 은 본 발명에 따른 레일의 열변형량과 연결편의 열변형량을 비교하여 나타낸 그래프로서, 본 발명 레일(70)은 패널(1)과 섀도우마스크(8)에 각각 부착되는 양측을 서로 다른 열팽창계수를 가지는 두 재질로써 구성하고, 상기 두 재질을 연결편(73)으로써 연결하여 서로 일체화한다.

이 때, 상기 레일을 구성하는 두 재질중 패널(1)과 접촉되는 측은 상기 패널의 열팽창계수와 비슷한 100∼107×10^-7/℃의 열팽창계수를 가지는 예를 들어, 28% 크롬이 합금되어 있는 합금재(이하, “크롬합금”이라 한다)(71)으로 구성하고, 섀도우마스크(8)와 접촉되는 측은 105∼127×10^-7/℃의 열팽창계수를 가지는 일반적인 구조용강(structural steel)(72)으로 구성하며, 연결편(73)은 사각틀의 형태를 이루는 레일(70)의 네 변 모서리측에 용접등과 같은 방법으로써 각각 결합된다.

또한, 상기에서 연결편(73)은 레일(70)의 가열 혹은 냉각시 상기 레일을 구성하는 크롬합금(71) 및 일반금속(72)의 늘어남 혹은 수축됨에 따른 비례적인 변형이 가능하도록 서로 다른 열팽창계수를 가지는 두 금속(73a)(73b)의 결합에 의해 이루어진 바이메탈로써 구성하고, 상기 바이메탈을 구성하는 두 금속중 레일(70)을 구성하는 네 변의 외측을 향하는 금속(73a)이 상기 네 변의 내측을 향하는 금속(73b)보다 열팽창계수가 높도록 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명 레일(70)과 패널(1)과의 부착과정에 대하여 도시한 도 6a, 6b 를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 6a는 온도가 상승할 때의 본 발명에 따른 레일의 형상이며, 도 6b는 온도가 하강할 때의 본 발명에 따른 레일의 형상으로써, 우선, 크롬합금(71)과 일반금속(72)으로 구성된 레일을 바이메탈로 이루어진 연결편(73)에 의해 서로 일체화시킨 다음 탑 프릿글라스(74)를 상기 레일의 외주면 및 패널(1)에 도포하여 상기 레일과 패널을 접착한다.

이와 같은 상태에서 노(爐)공정을 거침으로써 레일(70)과 패널(1)을 서로 견고히 고정시킨다.

상기에서 노공정중에서는 대략 400℃정도의 온도로써 가열을 행하게 됨에 따라 레일(70) 및 패널(1)은 도시한 도 6a와 같이 그 개개의 열팽창계수에 따라 일정정도 늘어난다.

이 때, 상기 레일을 구성하는 크롬합금(71)과 일반금속(72)중 패널(1)에 직접 부착되는 크롬합금(71)은 상기 패널의 재질에 따른 열팽창계수와 거의 동일한 100∼107×10^-7/℃ 정도의 열팽창계수를 가지고 있음에 따라 패널(1)과 동일한 변형을 행하게 되어 상기와 같은 변형에 따른 응력으로 인해 발생되는 서로 간의 크랙을 방지할 수 있게 된다.

하지만, 상기에서 일반금속은(72)은 크롬합금(71)에 비해 큰 열팽창계수를 가지고 있음에 따라 그 변형량 역시 크롬합금(71)이나 패널(1)에 비해 많이 이루어지게 되는데, 이와 같은 과정에서 상기 크롬합금과 일반금속을 서로 연결하는 연결편(73)은 그 재질이 바이메탈로 이루어져 있음에 따라 상기 일반금속의 늘어나는 양에 비례하여 외측으로 휘게 된다.

이 때, 상기 연결편의 변형량은 레일(70)의 변형량과 동일하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하기 때문에 일반적으로 상기 연결편과 레일간의 열팽창계수는 도시한 도 7의 그래프에서와 같은 관계를 가지도록 구성한다.

즉, 상기 레일의 변형량이 0.0002(m)일 경우 상기 레일을 구성하는 두 금속부재의 열팽창계수 차이는 12×10^-7/℃ 이므로 연결편의 변형량 역시 0.0002(m)로 맞추기 위해 연결편의 두 금속부재의 열팽창계수 차이가 30×10^-7/℃ 인 재질로 구성하는 것이 바람직 하다.

또한, 상기에서 연결편(73)을 구성하는 두 금속중 레일(70)의 네 변을 기준으로 하여 외측을 향하도록 위치된 측의 금속(73a)이 내측을 향하도록 위치된 금속(73b)보다 열팽창계수가 더 커야하며, 상호간의 열팽창계수 차이는 5×10^-7∼100×10^-7/℃ 가 되도록 한다.

이는, 노(爐)공정에 따른 고온의 열에 의해 레일(70)이 변형됨을 감안한다면 상기 레일을 구성하는 크롬합금(71) 및 일반금속(72)중 상기 일반금속의 열팽창계수가 더 크기 때문에 그 변형이 역시 더 크게 이루어지게 되고, 이와 같은 레일(70)의 변형은 결국, 패널(1)에 까지 그 응력을 전달하게 되어 상기 패널을 파손시킬 수 있게 됨으로써 상기와 같은 패널의 파손을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 노공정에 따른 레일(70)의 변형이 이루어질 경우 상기 레일을 구성하는 크롬합금(71) 및 일반금속(72)을 연결하는 연결편(73)은 기 전술한 바와 같이 일반금속(72)의 변형에 비례하여 외측부분으로 절곡된다.

이 때, 상기 연결편을 구성하는 두 금속(73a)(73b)중 외측보다 내측에 위치된 금속(73b)이 열팽창계수가 더 낮음에 따라 그 휨이 일반금속의 휨량과 비례적으로 이루어지게 되어 결국, 일반금속(72)의 변형에 따라 발생하는 패널(1)의 응력을 저감시킬 수 있게 된다.

이는, 전술한 바와 같이 일반금속(72)이 외측부분으로 늘어남에 따라 절곡되는 연결편(73)이 그 내측부에 위치된 금속(73b)의 열팽창계수에 의해 상기 일반금속의 열팽창계수에 따른 변형에 의해 패널에 응력이 직접 전해지지 않도록 일반금속의 변형 방향과 동일하게 변형이 되도록 하기 때문이다.

결국, 상기와 같은 과정을 통해 안정된 상태로써 노공정이 완료되면 가열된 레일(70) 및 패널(1)을 다시 냉각시키게 되는데, 이 때에는 도시한 도 6b와 같이 온도의 하락으로 인해 레일(70)을 구성하는 크롬합금(71) 및 일반금속(72)은 수축하게 된다.

이 때, 상기 레일을 구성하는 크롬합금(71)과 일반금속(72)중 상기 일반금속이 크롬합금에 비해 그 열팽창계수가 높음에 따라 수축되는 변형량 역시 크롬합금(71)보다 많이 이루어지게 되는데, 이 때에도 역시 기 전술한 바와 같이 바이메탈 재질로 이루어져 있는 연결편(73)에 의해 과도한 수축에 따른 패널(1)로의 응력 전달을 저감시키게 됨은 이해 가능하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 레일(70)을 구성하는 크롬합금(71) 및 일반금속(72)의 결합력을 더욱 높이기 위하여 상기 레일의 네 변 중앙부분에 보조연결편(75)을 각각 결합하여야 하는것이 바람직 하며, 이 때의 보조연결편(75)은 레일(70)의 네 모서리에 연결된 연결편(73)의 구조와는 달리 일반적인 단일금속을 사용하여도 상관은 없다.

이는, 레일(70)을 구성하는 일반금속(72) 혹은 크롬합금(71)이 변형된다 하더라도 그 중앙측에는 거의 변형이 이루어지지 않기 때문에 재료비의 절감차원에서 일반 금속을 사용하는 것이 가장 바람직 한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 레일의 구조를 개선함으로써 다음과 같은 각종 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 종래 레일의 전 부분을 28% 크롬 합금된 금속을 사용해 왔던 것을 본 발명과 같이 단순히 패널과 접촉되는 부분만을 크롬합금으로 사용함으로써 재료비를 절감시킬 수 있음과 함께 레일의 열팽창에 따른 구조적인 변형을 절감할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 필 프릿글라스의 사용이 필요시 되지 않음에 따라 이에 따른 재료비를 절감시킬 수 있다.

셋째, 전술한 둘째와 같이 필 프릿글라스의 사용이 필요시 되지 않음에 따라 상기 필 프릿글라스의 양을 재충진하는데 소요되는 시간 및 이를 굳히기 위해 반복적으로 다수번 행하였던 노공정을 단 한번으로 감소시킬 수 있음에 따라 이와 같은 과정을 행하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 형광체가 도포된 평판형의 패널과, 전자빔의 색선별 역할을 행하도록 다수의 구멍이 형성된 섀도우마스크와, 상기 패널과 섀도우마스크간의 간격을 적절히 유지시키기 위하여 상기 패널과 섀도우마스크에 양측이 각각 부착된 상태로 사각틀의 형상을 이루는 레일을 구비한 평면 브라운관에 있어서,

   상기 레일은 패널과 섀도우마스크에 각각 부착되는 양측을 서로 다른 열팽창계수를 가지는 두 재질로써 구성하고, 상기 두 재질은 서로 일체화한 것을 특징으로 하는 평면 브라운관용 레일의 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   레일을 구성하는 두 재질중 패널과 접촉되는 측은 100∼107×10^-7/℃ 범위의 열팽창계수를 가지고, 섀도우마스크와 접촉되는 측은 105∼127×10^-7/℃ 범위의 열팽창계수를 가지는 것을 특징으로 하는 평면 브라운관용 레일의 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   레일의 구성하는 두 재질중 패널과 접촉되는 측은 상기 패널과 비슷한 열팽창계수를 가지는 합금재로 구성한 것을 특징으로 하는 평면 브라운관용 레일의 구조.
4. 제 3 항에 있어서,

   레일을 구성하는 두 재질의 외부측에 다수의 연결편을 구비하여 상기 각 재질이 서로 일체화 될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 평면 브라운관용 레일의 구조.
5. 제 4 항에 있어서,

   연결편은 서로 다른 열팽창계수를 가지는 두 금속이 레일을 구성하는 네변의 내,외측을 각각 향하도록 일체로 이루어진 바이메탈임을 특징으로 하는 평면 브라운관용 레일의 구조.
6. 제 5 항에 있어서,

   바이메탈을 구성하는 두 금속중 레일을 구성하는 네 변의 외측을 향하는 금속이 상기 네 변의 내측을 향하는 금속보다 열팽창계수가 높은 것을 특징으로 하는 평면 브라운관용 레일의 구조.