KR20000073544A - 음극선관 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 편향요크 장착영역의 내, 외면 곡률의 범위를 최적화 하여 내기압 강도 상승, ITC 회전 여유도 확보 및 편향소비 전력을 저감하도록 한 음극선관에 관한 것이다.

개시된 음극선관은, 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 이 패널에 연이어지는 퍼넬, 이 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크 및 네크측의 단에서 패널측으로 뻗은 각추형의 편향요크 장착영역으로 이루어진 음극선관으로서, 각추형 편향요크 장착영역의 내측 윤곽이 퍼넬의 외측방향으로 일정 곡률을 가지고 돌출하는 직사각형 형상을 가지며, 이때, 직사각 형상의 편향요크 장착영역에서 관축과 직각인 단축상의 내면 곡률을 Riv, 외면 곡률을 Rov, 장축상의 내면 곡률을 Rih, 외면 곡률을 Roh라 할 때, 0.70 ≤ Rov/Riv ≤ 0.90, 또한 0.70 ≤ Roh/Rih ≤ 0.93을 만족하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 광각화되는 음극선관에서 내기압 강도와 ITC 회전 여유도가 충분히 확보되면서도 편향전력이 유효하게 저감되어 편향감도가 향상된다.

Description

음극선관{Cathode-ray tube}

본 발명은 컬러 수상관, 컬러 모니터 등의 음극선관에 관한 것으로, 특히 각추(角錐)형 편향요크 장착영역을 갖는 음극선관에서 퍼넬(Funnel)의 내, 외면 곡률의 범위와 두께를 최적화 하여 내기압 강도 및 편향감도를 향상시키고 각추화에 의한 ITC 공정 중의 회전 자유도를 높여 생산성 확보를 양립하도록 하는 음극선관에 관한 것이다.

예를 들면, 컬러 음극선관은 일반적으로 거의 직사각형 형상의 표시부를 갖는 유리제의 페이스 패널, 페이스 패널에 연이어 접속된 깔때기 형상의 유리제의 퍼넬 및 상기 퍼넬에 연이어 접속되는 원통형상의 유리제 네크로 이루어진 진공 외관용기를 구비하고 있다.

네크(Neck) 내에는 3개의 전자빔을 방출하는 전자총이 설치되어 있다. 또한 네크의 외부둘레에서 퍼넬의 외부둘레에 걸쳐 편향요크가 장착되어 있다.

퍼넬은 네크와의 접속부로부터 편향요크가 장착되는 위치까지 뻗어있는 편향요크 장착영역을 갖고 있다.

이와 같은 음극선관에 있어서, 전자총은 동일 수평면 상을 지나는 일렬 배치된 3전자빔을 방출하는 인라인(In-Line)형으로 하고, 편향요크가 발생하는 수평 편향자계를 핀쿠션형(pincushion), 수직 편향자계를 배럴형(barrel)으로 하여 상기 전자총으로부터 방출되는 일렬 배치된 3개의 전자빔을 이 수평, 수직 편향자계에 의해 편향함으로써 특별한 보정수단을 필요로 하지 않고 화면 전체에 걸쳐 일렬 배치의 3전자빔을 집중하는 비균일 자계를 이용한 자기 집중형(self-converging) 인라인형 컬러 음극선관이 널리 실용화되어 있다.

그러나, 이와 같은 일반적인 음극선관은 대부분 퍼넬을 기준으로 편향요크를 설계하였으나, 각추형 퍼넬 및 편향요크 구조에서는 퍼넬 콘부, 이른바 편향요크 장착영역의 설계에 있어서 전자빔의 궤적에 방폭특성 및 네크 섀도우(BSN : Beam Strike Neck)를 고려하여 최적의 내면형상을 설정하며, 편향요크 형상 모델링 → 전자빔 궤적해석(beam trajectory calculation) → 퍼넬벌브 응력해석(vacuum stress calculation) → 편향요크 재 설계(DY shape modeling : 편향감도 고려)의 순서와 같이 편향요크(DY)를 기준으로 퍼넬을 설계하여야 하는 제약이 따르며, 이로 인해 퍼넬 내면 수치가 거의 정해진 상태에서 편향감도 및 방폭을 고려한 내기압 강도 향상을 위한 퍼넬 외면 설계의 최적화가 요구되었다.

상기와 같은 종래의 음극선관의 한 예로서, 도 1 및 도 2에 컬러 음극선관을 도시한다.

상기 컬러 음극선관은, 유리로 이루어진 진공 외관용기(10)를 구비하고 있다.

진공 외관용기(10)는 거의 직사각형 형상의 유효부(1) 및 이 유효부의 주변부에 설치된 스커트부(2)를 갖는 페이스 패널(3)과, 스커트부(2)에 접합된 깔때기 형상의 퍼넬(4)과, 퍼넬에서 뻗은 원통형상의 네크(7)로 구성되어 있다.

페이스 패널(3)의 유효부(1)는 음극선관의 관축(Z)을 통하여 서로 직교하는 수평축(H), 수직축(V)을 갖는 거의 직사각형 형상으로 형성되어 있다.

또한 네크(7)측으로부터 퍼넬(4)측에 걸쳐 외측에 편향요크(6)가 장착되어 있고, 퍼넬(4)은 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크(6)가 장착되는 위치까지, 즉 페이스 패널(3)측을 향해서 뻗은 소직경부, 이른바 편향요크 장착영역(12)을 갖는다.

페이스 패널(3)의 유효부(1)의 내면에는 청색(Blue), 녹색(Green), 적색(Red)으로 발광하는 도트(dot)형상 또는 스트라이프(stripe)형상의 3색 형광체층 및 이 형광체층 사이에 형성된 스트라이프 형상의 광차폐층으로 이루어진 형광체스크린(5)이 설치되어 있다.

또한, 진공 외관용기(10) 내에는 형광체스크린(5)에 대향하여 상기 내측에 색선별 전극인 섀도우 마스크(11)가 배치되어 있다.

또한 네크(7) 내에는 3개의 전자빔(8)을 방출하는 전자총(9)이 설치되어 있다. 그리고 전자총(9)에서 방출되는 3개의 전자빔(8)을 편향요크(6)가 발생하는 수평, 수직편향 자계에 의해 편향하고, 섀도우 마스크(11)를 통하여 형광체스크린(5)을 수평, 수직 주사하는 것에 의해 컬러화상을 표시한다.

그리고, 음극선관에서의 편향요크(6)가 장착되는 퍼넬(4)의 편향요크 장착영역(12)은 거의 각추형상으로 형성되어 있다. 여기서 편향요크(6)는 누설자계가 적은 새들(saddle)형이고 통형상의 합성수지 프레임으로 수직 편향코일, 수평 편향코일 및 코아를 고정하고 있다. 구체적으로 말하면, 각추형상의 편향요크 장착영역(12)은 관축(Z)에 수직인 단면 형상이 네크(7)와의 접속부 부근에서는 네크(7)와 같은 형인 원형상이지만 관축(Z)방향을 따른 중앙부 부근 및 형광체스크린(5)측의 단부 부근에서는 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 페이스 패널(3)의 유효부(1) 형상에 맞춘 대략 직사각형 형상으로 되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 횡단면 형상이 거의 직사각형으로 형성된 부분에 있어서, 편향요크 장착영역(12)의 횡단면 외측 윤곽은 페이스 패널(3)에 포함된 유효부(1)의 수평, 수직, 대각 방향으로 수평축(H : 장축), 수직축(V :단축), 대각축(D)을 가질 때, 수평축(H)상에 중심을 가진 곡률 반경(Roh)의 한 쌍의 원호(20)와 수직축(V)상에 중심을 가진 곡률 반경(Rov)의 한 쌍의 원호(21)와 대각축(D) 근방에 중심을 가진 곡률 반경(Rod)의 원호(22)를 연속시킨 거의 직사각형 형상을 이루고 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 편향요크 장착영역(12)의 횡단면에 있어서, 내면 형상은 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크(6)의 단 가장자리에 걸친 장축방향의 내부직경(La)과 단축방향의 내부직경(Sa) 및 대각축 방향의 내부직경(da)을 갖는다.

그리고, 도 3에서 편향요크 장착영역(12)은 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크(6)의 스크린측단, 즉 단 가장자리에 걸친 대각축(D) 방향의 외부직경(DA)과 장축방향의 외부직경(LA), 단축방향의 외부직경(SA)을 갖는다.

이와 같이, 편향요크 장착영역(12)의 외면 형상은 네크(7)와의 연결부에는 네크(7)와 거의 동일한 형상의 원형 형상이지만, 형광체스크린(5)측으로 가까이 감에 따라서 대각축(D) 방향의 외부직경(DA)에 대해서 장축, 단축 방향의 외부직경(LA, SA)이 서서히 작아지도록 변화되고 관축(Z)에 수직인 횡단면에서의 형상이 거의 직사각형으로 되어 있다.

이에 대해 편향요크 장착영역(12)의 내면 형상은 도 3에 나타내는 바와 같이, 완전히 평면이 아니라 관축방향으로 돌출한 핀쿠션형상으로 되어 있다. 즉 편향요크 장착영역(12)의 관축(Z)과 직교하는 횡단면에 있어서 편향요크 장착영역의 내측 윤곽은 완전히 직사각형이 아니라 각 변이 관축(Z)방향으로 돌출한 볼록형상 곡선으로 되어 있다.

그리고 편향요크 장착영역(12)의 내측 윤곽의 단변(24)은 수평축(H)상에 꼭대기부를 가진 볼록 곡선으로 형성되며, 각 장변(25)은 수직축(V)상에 꼭대기부를 갖는 볼록 곡선으로 형성되어 있다.

또한, 내측 윤곽의 장, 단변(25, 24)을 볼록형상 곡선으로 한 경우, 장축 및 단축방향의 내부직경(La, Sa)과 외부직경(LA, SA)과의 차에 의한 각 각(角)부 부근의 두께의 극도의 저하를 피하기 위해 각 각부는 내면, 외면 모두 원호형상 곡면, 즉 원호(22, 26)면으로 형성되어 있다.

이와 같은 편향요크 장착영역(12)의 내측 윤곽 형상과 관축(Z)에 직각인 방향의 장, 단변의 두께(Th, Tv)는 도 5에서와 같이, 편향요크 장착영역(12) 내에서의 전자빔 통과영역(23)의 형상에 준하여 설정되어 있다.

따라서 상기한 바와 같이, 편향요크 장착영역(12)의 횡단면의 내측 윤곽을 볼록 곡선으로 구성하는 것에 의해 전자빔 통과영역(23)에 근사한 핀쿠션형상으로 하여 편향요크 장착영역(12)의 내면을 전자빔 통과영역(23)에 가능한 한 접속시키고 있다.

퍼넬(4)의 편향요크 장착영역(12)을 그 횡단면의 외측 윤곽이 거의 직사각형 형상으로, 내측 윤곽의 각 변이 관축(Z)방향으로 볼록인 곡선형상으로 하는 것에 의해 편향요크 장착영역(12)의 내면을 전자빔 통과영역(23)으로 빠듯하게 가깝게 할 수 있고, 따라서, 편향요크(6)의 편향 효율이 향상되어 편향전력의 저감을 도모할 수 있다.

이와 같이 편향요크가 장착되는 편향요크 장착영역(12)을 각추형상으로 형성하면 편향요크의 장축(수평축 : H축) 및 단축(수직축 : V축)방향의 직경도 작게 할 수 있으므로 편향요크의 수평, 수직 편향코일을 전자빔(8)에 근접시켜 효율적으로 편향전력을 감소시킬 수 있다.

그러나 이와 같은 음극선관의 각추형 편향요크 장착영역(12)의 외측 윤곽이 전술한 바와 같이, 관축(Z)과 직각 방향인 장축의 곡률 반경(Roh), 단축의 곡률 반경(Rov) 및 대각축의 곡률 반경(Rod)을 연속시킨 거의 직사각형 형상을 이루고 있는 상태에서, 네크(7) 직경이나 퍼넬(4)의 편향요크 장착영역(12)의 외부직경을 단순하게 작게 하면 인라인의 외측의 전자빔(8)이 퍼넬(4)의 네크(7)측 근방의 내벽에 충돌하고 이것에 수반하여 도 6에 나타내는 바와 같이 형광체스크린(5)상에 전자빔(8)이 도달하지 않는 영역, 즉 비발광부분(27)이 발생하는 경우가 있으며, 또한 편향요크 장착영역(12)을 직사각형에 가깝게 할수록 도 7에 도시한 바와 같이 대기압 하중(F)에 의해 평탄한 편향요크 장착영역(12)의 수평축 근방(100) 및 수직축 근방(101)이 도면 중 파선(103)으로 도시한 방향으로 일그러짐을 발생시키므로 편향요크 장착영역(12)의 수평축 및 수직축 외부면에서는 압축응력(σH, σV), 편향요크 장착영역(12)의 대각축 근방(102) 외부면에서는 큰 인장응력(σD)이 발생하여 진공 외관용기(10)의 내기압 강도를 저하시키고 안전성이 손상된다.

이러한 요구에 의해 광각편향의 시도로서, 예를 들어 110도의 편향 등의 튜브가 개발되었다. 그러나 단순히 광각편향을 할 경우 대각부의 편향각이 커짐으로 해서 퍼넬 내면의 대각부에 전자빔이 충돌하는 네크 섀도우(BSN) 현상이 발생하고 내기압 강도가 저하하게 된다.

이러한 사실에 비추어 퍼넬(4)의 편향요크 장착영역을 원추형상으로서 편향요크와 전자빔과의 거리를 근접시켜 비발광부분의 발생과 내기압 강도의 저하를 회피하는 것이 일본공개특허 소화 58-225545 및 일본공개특허 평10-154472호에 의해 알려지고 있다.

상기 일본공개특허 소화 58-225545호에 의하면 원추형 퍼넬 내면의 대각부에 적절한 홈을 구비하여 전자빔이 퍼넬 내면에 충돌하는 것을 방지하여 편향감도를 향상시켜주고 있으며, 상기 일본공개특허 평10-154472호는 관축에 수직인 편향요크 장착영역의 횡단면에 있어서 수평축을 사이에 두고 대향한 2변을 가진 직선 형상의 내, 외측 윤곽을 갖으며, 수직축을 사이에 두고 대향한 2변을 가진 내, 외측 윤곽이 관축방향으로 돌출한 볼록 곡선으로 되어 장, 단변과 대각부의 두께차이로 내기압 강도를 만족시켜 주고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 원추형 음극선관을 갖는 일본공개특허 소화 58-225545호에 의하면 네크 섀도우(BSN)를 위하여 장, 단변부와 대각부의 두께차이를 과도하게 줄 경우, 퍼넬 대각부에 최대 진공강도(인장강도)가 높아져 제조 공정중 배기에서 폭죽의 우려 및 편향코일과 전자빔 통과영역간의 거리가 멀어짐으로 인한 편향전력 증대의 문제점이 있고, 방폭 및 편향소비 전력 저감을 위하여 대각부와 장, 단변부와의 두께비를 충분히 가져갈 경우 네크 섀도우(BSN) 및 장, 단변부의 응력이 취약해지는 문제점이 있다.

또한, 일본공개특허 평10-154472호에 의하면 편향요크 장착영역의 내측 윤곽을 안쪽을 볼록한 핀쿠션 형상으로 구성함으로 인하여 내, 외부 직경의 차이인 두께가 커져 퍼넬부의 무게가 가중되는 문제점이 있었다.

특히, 광각화에 따른 일반적인 각추형 음극선관에 있어서는 네크 섀도우 확보의 어려움과 ITC 작업(튜브 제작 후 편향요크 장착 때 편향요크를 조절하여 화면을 최적상태로 만드는 작업) 때, 편향요크 회전의 여유도가 거의 없음으로 인하여 생산성 저하의 가장 큰 어려움이 되고 있다.

따라서, 관축에 대한 장, 단변부와 대각부와의 두께 차이에 따른 네크 섀도우의 발생을 억제하고 진공 외관용기의 내기압 강도를 충분히 확보하면서도 편향전력의 저감과 편향감도 및 ITC 회전 여유도를 만족시킬 수 있는 각추형 편향요크 장착영역을 갖는 음극선관이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 편향요크가 장착되는 퍼넬 부위의 내, 외면 곡률과 두께를 최적화 하여 ITC 회전 여유도와 내기압 강도를 확보하고 편향감도를 극대화하도록 하는 음극선관을 제공하는 것이며, 이 음극선관은 편향요크가 장착되는 부위를 n등분하여 나눌 때, 각 위치에서의 내, 외면 곡률을 서로 다르게 하여 퍼넬의 두께를 최소화하도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 1 내지 도 7은 종래의 기술에 따른 컬러 음극선관의 설명에 제공되는 구성도로서,

도 1은 상기 컬러 음극선관을 뒤에서 본 사시도이고,

도 2는 상기 컬러 음극선관의 관축을 따른 단면도이고,

도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 본 단면도이고,

도 4는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 본 단면도이고,

도 5는 도 1의 편향요크 장착영역의 내, 외면 형상을 설명하기 위한 도 4의 1/4분 변의 단면을 간략하게 도시한 것이고,

도 6은 상기 컬러 음극선관의 정면도이고,

도 7은 도 1의 편향요크 장착영역에 발생하는 응력을 설명하기 위한 도이고,

도 8 내지 도 14는 본 발명에 따른 음극선관의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 구성도로서,

도 8은 상기 음극선관을 뒤에서 본 사시도이고,

도 9는 도 8의 편향요크가 장착되는 각추형 편향요크 장착영역의 횡측을 따라 본 단면도이고,

도 10은 도 8의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 본 단면도로서, 1/4분 변을 나타낸 것이고,

도 11은 도 8의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 본 단면도로서, 1/4분 변을 나타낸 것이고,

도 12는 도 8의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 본 단면도로서, 1/4분 변을 나타낸 것이고,

도 13은 도 8의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 본 단면도로서, 관축을 중심으로 하여 상반부만을 도시한 것이고,

도 14는 본 발명의 음극선관에서 각추형 퍼넬의 두께 분포를 나타낸 설명도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 유효부 2 : 스커트부

3 : 페이스 패널 4 : 퍼넬

7 : 네크 8 : 전자빔

9 : 전자총 10 : 진공 외관용기

50 : 편향요크 장착영역 51, 52 : 원호

54 : 단변 55 : 장변

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 측면에 따른 음극선관은, 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 이 패널에 연이어지는 퍼넬, 이 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 상기 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크, 및 상기 네크측의 단에서 패널측으로 뻗은 영역에 각추형 편향요크 장착영역을 갖는 음극선관으로서,

관축에 직각인 방향의 단면형상이 장축과 단축 이외에 최대가 되는 지점을 갖는 상기 편향요크 장착영역의 내, 외측 윤곽이 대략 직사각 형상을 가질 때,

상기 관축에 직각인 단축상의 외면 곡률을 Rov, 내면 곡률을 Riv, 장축상의 외면 곡률을 Roh, 내면 곡률을 Rih라 할 때, 상기 관축상에 대한 변곡점에서의 곡률 비를 0.85 ≤ Rov/Riv ≤ 0.90의 범위로, 또한 0.89 ≤ Roh/Rih ≤ 0.93의 범위로 한 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 편향요크 장착영역의 횡단면에서 상기 단축상의 내,외면 곡률 비 및 상기 장축상의 내, 외면 곡률 비를 0.70 ≤ Rov/Riv ≤ 0.90, 또한 0.70 ≤ Roh/Rih ≤ 0.93으로 한 것을 특징으로 한다. 이때 편향요크 장착영역의 장, 단축상의 외면 곡률을 내면 곡률로 나눈 값이 0.70 이하이면 퍼넬의 대각부 두께가 두꺼워져 편향소비 전력이 증가되고 이것에 의해 편향감도의 저하와 네크 섀도우 및 ITC 작업의 어려움이 발생되며, 또 내, 외면의 곡률 비가 0.90 및 0.93 이상일 경우에는 퍼넬의 대각부 두께가 얇아져 인장강도가 저하된다. 따라서, 내기압 강도, 편향감도 및 ITC 회전 여유도를 만족하기 위해서는 상기 내, 외면의 곡률 비가 상기 조건을 넘지 않는 것이 바람직하다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 음극선관은 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 이 패널에 연이어지는 퍼넬, 이 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 상기 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크, 및 상기 네크측의 단에서 패널측으로 뻗은 영역에 각추형 편향요크 장착영역을 갖는 음극선관으로서,

관축에 직각인 방향의 단면형상이 장축과 단축 이외에 최대가 되는 지점을 갖는 상기 편향요크 장착영역의 내, 외측 윤곽이 대략 직사각 형상을 가질 때,

상기 관축에 직각인 장축상의 장변 내, 외면 곡률과의 비(比)가 최소 0.70에서 최대 0.93의 범위를 가지며, 상기 단축상의 단변 내, 외면 곡률과의 비(比)가 최소 0.70에서 최대 0.90의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 편향요크 장착영역을 상기 네크와의 연결부 부근, 편향 기준점으로 등분하여 볼 때, 상기 편향요크 장착영역의 관축과 직각인 방향의 단변 외면 곡률을 Rov, 내면 곡률을 Riv, 장변 외면 곡률을 Roh, 내면 곡률을 Rih라 하면, 상기 네크와의 연결부 부근에서의 곡률 비가 0.70 ≤ Rov/Riv ≤ 0.75, 또한 0.70 ≤ Roh/Rih ≤ 0.75로, 상기 편향 기준점에서의 곡률 비가 0.75 ≤ Rov/Riv ≤ 0.81, 또한 0.75 ≤ Roh/Rih ≤ 0.77로 주어진 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 관축상에 대한 변곡점에서의 곡률 비가 0.85 ≤ Rov/Riv ≤ 0.90의 범위로, 또한 0.89 ≤ Roh/Rih ≤ 0.93으로 주어진 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 편향요크가 장착되는 편향요크 장착영역에서 네크와의 경계부분, 편향 기준점 및 변곡점의 위치에서 내, 외면과의 곡률 비를 서로 다르게 주어 퍼넬의 두께, 특히 대각부의 두께를 최적화 함으로써, 퍼넬에 가해지는 내기압 응력이 최소화되고, 또한 ITC 회전 여유도 및 편향감도가 향상됨을 알 수 있다.

그 결과, 광각화되는 진공 외관용기의 내기압 강도가 충분히 확보되면서 편향전력이 유효하게 저감되어 고휘도화 및 고주파 편향의 요구가 만족되는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 기타의 목적, 특징 및 이점은 예시할 목적으로 도시한 첨부 도면과 관련해서 본 발명에 의한 실시 예를 가지고 이하의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 음극선관의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 본 발명의 기술은 컬러 수상관, 컬러 모니터 등과 같은 여러 가지의 영상표시장치에 적용할 수 있다.

또한, 설명에 사용되는 각 도면에 있어서, 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

또한, 이하의 설명에서는 영상을 시각적으로 표시하는 제품으로서, 영상표시 장치라 할 수 있는 컬러 음극선관의 예를 고려한다.

도 8은 본 발명의 컬러 음극선관을 뒤에서 본 사시도이고, 도 9는 도 8의 편향요크가 장착되는 각추형 편향요크 장착영역의 횡측을 따라 본 단면도이며, 도 10 내지 도 12는 도 8의 Ⅲ-Ⅲ선, Ⅳ-Ⅳ선, Ⅵ-Ⅵ선을 따라 본 단면도이다.

본 실시 예에 따른 컬러 음극선관은, 유리로 이루어진 진공 외관용기(10)를 구비하고 있다.

진공 외관용기(10)는 거의 직사각형 형상의 유효부(1) 및 이 유효부의 주변부에 설치된 스커트부(2)를 갖는 페이스 패널(3)과, 스커트부(2)에 접합된 깔때기 형상의 퍼넬(4)과, 퍼넬에서 뻗은 원통형상의 네크(7)로 구성되어 있다.

페이스 패널(3)의 유효부(1)는 음극선관의 관축(Z)을 통하여 서로 직교하는 수평축(H), 수직축(V)을 갖는 거의 직사각형 형상으로 형성되어 있다.

또한, 퍼넬(4)은 네크(7)와의 연결부로부터 편향요크가 장착되는 위치까지, 즉 페이스 패널(3)측을 향해서 뻗은 소직경부, 이른바 편향요크 장착영역(50)을 갖는다.

특히, 컬러 음극선관에서의 편향요크가 장착되는 퍼넬(4)의 편향요크 장착영역(50)은 거의 각추형상으로 형성되어 있다.

구체적으로 말하면, 각추형상의 편향요크 장착영역(50)은 관축(Z)에 수직인 단면 형상이 네크(7)와의 연결부에서는 네크와 같은 형인 원형 상이지만 관축(Z)방향을 따른 네크(7)와의 연결부 부근, 중앙부 부근 및 형광체스크린(5)측의 단부 부근에서는 도 9 내지 도 12에 나타내는 바와 같이, 페이스 패널(3)의 유효부(1) 형상에 맞춘 대략 직사각형 형상으로 되어 있다. 즉 네크(7)와의 연결부에서 관축 방향으로 갈수록 원형에서 직사각형 형상으로 변화되고 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 횡단면 형상이 거의 직사각형으로 형성된 부분에 있어서, 편향요크 장착영역(50)의 횡단면 외측 윤곽은 유효부(1)의 수평, 수직, 대각 방향으로 수평축(H), 수직축(V), 대각축(D)을 가질 때, 수평축(H)상에 중심을 가진 곡률 반경(Roh)의 한 쌍의 원호(51)와 수직축(V)상에 중심을 가진 곡률 반경(Rov)의 한 쌍의 원호(52)와 대각축(D) 근방에 중심을 가진 곡률 반경(Rd)의 원호(53)를 연속시킨 거의 직사각형 형상을 이루고 있다.

그리고, 편향요크(6)는 도 13에 나타내는 바와 같이, 패널(3)측의 단 가장자리(59)가 대각 변곡점(60)의 근방에 위치하도록 장착되고, 실질적으로 각추형 편향요크 장착영역(50)은 적어도 네크(7)와의 연결부(58)까지가 된다.

도 8 및 도 9에 편향요크 장착영역의 형상을 나타낸다.

도 8 및 도 9의 편향요크 장착영역(50)의 횡단면에 있어서, 내면형상은 장축(H), 단축(V), 대각축(D)에서 관축(Z)방향의 좌표에 대해 단변 변곡점(62), 대각 변곡점(60), 장변 변곡점(61)의 위치가 동일한 좌표로 형성되어 네크(7)와의 연결부(58)로부터 편향요크의 단 가장자리(59)에 걸친 장축방향의 내부직경(lap)과 단축방향의 내부직경(sap) 및 대각축 방향의 내부직경(dap)을 갖는다.

그리고, 편향요크 장착영역(50)의 외면형상은 네크(7)와의 연결부(58)로부터 편향요크(6)의 단 가장자리(59)에 걸친 대각축(D) 방향의 외부직경(DAP)과, 내부직경(lap) 보다 긴 장축(H) 방향의 외부직경(LAP) 및 내부직경(sap) 보다 긴 단축(V) 방향의 외부직경(SAP)을 갖는다.

특히, 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 편향요크 장착영역(50)의 두께는 통상 편향 기준선(R/L :57)이라고 하는 대략 편향 중심에 해당하는 관축(Z) 단면에서의 대각축(D), 수평축(H), 수직축(V) 방향의 내, 외부직경(lap, sap),(LAP, SAP)의 차이로 나타내고 있다.

또한, 진공응력 최대는 편향요크 장착영역(50)의 전체 영역에서 최대 응력이며, 각추형 편향요크 장착영역(50)인 경우 편향 기준선(57) 보다 약간 형광체스크린(5)측의 편향요크 장착영역(50)의 각 각부에 인장방향의 최대 응력이 발생한다.

또한, 편향요크 장착영역(50)의 내면 형상은 완전한 평면이 아니라 퍼넬(4) 방향, 즉 편향요크 장착영역(50)의 외면 방향으로 일정한 곡률을 가지고 약간 돌출한 거의 직사각형 형상으로 되어 내, 외부직경(lap, sap), (Lap, SAP)의 차이에 의한 장, 단변의 두께를 가지고 있다. 다시 말하면 편향요크 장착영역(50)의 관축(Z)과 직교하는 횡단면에서 편향요크 장착영역(50)의 내측 윤곽은 완전한 직사각형이 아니라 각 변이 네크(7) 실링면 방향으로 완만하게 돌출한 곡선으로 되어 장, 단축방향의 내부직경(lap, sap)을 가지고 있다.

그리고, 편향요크 장착영역(50)의 내측 윤곽의 단변(54)은 도 10 내지 도 12에 나타내는 바와 같이, 수평축(H) 상에 중심을 가진 곡률 반경(Rih)의 한 쌍의 원호로 형성되며, 각 장변(55)은 수직축(V) 상에 중심을 가진 곡률 반경(Riv)의 한 쌍의 원호로 형성되어 있다.

이와 같이, 편향요크 장착영역(50)의 내측 윤곽의 장변(55)과 단변(54)을 완만한 곡선으로 형성한 경우에, 수평축(H), 수직축(V) 방향의 내, 외부직경(lap, LAP),(sap, SAP)과의 차이인 수평방향의 두께와 수직방향의 두께가 증가되어짐으로 인하여 각 코너(Corner : 대각축)부는 내면, 외면 모두 거의 직사각형 형상의 원호면(53, 56)으로 형성하여 편향요크 장착영역(5)의 내면이 전자빔 통과영역에 충분히 근접시킬 수 있고 또한, 내부공간을 확보할 수 있다.

특히, 각추형 편향요크 장착영역(50)의 형상을 갖는 광각편향(대각 편향 각이 95도 이상인 컬러 음극선관)의 경우, 편향요크(6)의 전후 조정 때 편향 각에 따라서 편향코일의 내면을 설계할 경우에는 그 만큼 전자빔과 편향코일의 자계와 근접시켜 전자빔을 편향시켜야만이 편향전력이 적게 들어 편향감도가 좋아진다. 따라서, 상기 편향코일의 내면과 일정한 거리가 존재하도록 편향요크 장착영역(50)의 내,외면 의 곡률을 네크(7)와의 연결부(58) 부근, 편향 기준선(57) 및 변곡점 위치, 특히 대각 변곡점에서 각각 다르게 주어야만이 대각부의 두께가 최적화 되어 진공 외관용기의 내기압 강도와 편향감도를 만족시킬 수 있고, 또 ITC 회전 여유도를 확보할 수가 있다.

본 발명에서는 편향요크 장착영역(50)의 횡단면에서 내, 외측의 윤곽이 수평축(장축)과 수직축(단축) 방향으로 가면서 관축(Z)에 대해 네크 실링면 방향으로 증가하는 대략 직사각 형상(배럴 형상)을 가지며, 이 직사각 형상의 편향요크 장착영역(50)을 상기 관축(Z)에 대해 일정한 간격으로 n등분, 구체적으로 말하면, 도 10 내지 도 12에서와 같이, 네크(7)와의 연결부(58) 부근, 편향 중심선(57 :R/L) 및 변곡점(60 : TOR)으로 나눌 때, 그 나누어진 각 위치에서 상기 관축(Z)에 직각인 방향의 수평축(H)의 내, 외면 곡률과의 비와 관축(Z)과 직각인 방향의 수직축(V)의 내, 외면 곡률과의 비(比)를 서로 다르게 주어 퍼넬(4)의 인장강도의 만족과 편향소비 전력의 저감 및 ITC 회전 여유도를 확보하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명자의 실험에 의하면, 도 10 내지 도 12에서와 같이, 직사각 형상의 편향요크 장착영역(50)을 관축(Z)에 대해 네크(7)와의 연결부(58) 부근, 편향 기준선(57 : R/L), 변곡점(60 : TOR)으로 나누어 볼 때, 이때 관축(Z)과 직각인 방향의 단변 외면 곡률을 Rov, 내면 곡률을 Riv, 상기 관축(Z)과 직각인 방향의 장변 외면 곡률을 Roh, 내면 곡률을 Rih라 할 때, 도 10에 나타내는 바와 같이, 네크(7)와의 연결부(58) 부근에서의 단변의 내, 외면 곡률 비를 0.70 ≤ Rov/Riv ≤ 0.75의 범위로, 장변의 내, 외면 곡률 비를 0.70 ≤ Roh/Rih ≤ 0.75의 범위로 규정하여 장, 단변이 서로 만나는 곡률로 대각부를 형성함으로써, 네크(7)와의 연결부(58) 부근에서의 대각부의 두께(td1)가 최적화 되는 것으로 나타났다.

또한, 도 11에 나타내는 바와 같이, 편향 기준선(57)에서의 관축(Z)과 직각인 방향의 단변의 내, 외면 곡률 비를 0.75 ≤ Rov/Riv ≤ 0.81의 범위로, 장변의 내, 외면 곡률 비를 0.75 ≤ Roh/Rih ≤ 0.77의 범위로 규정할 때에 대각부의 두께(td2)가 최적상태로 나타났다.

또한, 도 12에 나타내는 바와 같이, 변곡점에서의 관축(Z)과 직각인 방향의 단변 내, 외면 곡률 비를 0.85 ≤ Rov/Riv ≤ 0.90의 범위로 규정하고 장변 내, 외면 곡률 비를 0.89 ≤ Roh/Rih ≤ 0.93의 범위로 규정할 때 대각부의 두께(td3)가 최적의 상태로 나타났다.

여기서, 장, 단변의 내면 곡률(Rih, Riv)을 기준으로 장, 단변의 외면 곡률을 크게 줄수록 대각부의 두께(td1, td2, td3)가 두꺼워지게 된다.

결과적으로, 도 14에서와 같이, 네크(7)의 연결부(58) 부근에서 변곡점으로 갈수록 관축(Z)과 직각인 방향의 장, 단변의 내, 외면 곡률에 의한 대각부의 두께(td1, td2, td3)가 변화(얇게)됨으로써, 네크(7)와의 연결부(58)에서는 대략 원형에 가까운 형상을 가지며, 편향 중심선(57) 및 변곡점으로 갈수록 직사각 형상으로 되어 적절한 퍼넬의 인장강도 및 편향소비 전력의 저감과 ITC 회전 여유도가 확보되는 것으로 나타났다.

특히, 본 발명에서 편향요크가 장착되는 각추형 편향요크 장착영역(50)의 전체 횡단면에 있어서, 관축(Z)과 직각인 방향의 단변 내면 곡률(Riv)과 외면 곡률(Rov)과의 비를 0.70 ≤ Rov/Riv ≤ 0.90의 범위로 규정하고, 장변 내면 곡률(Rih)과 외면 곡률(Roh)과의 비를 0.70 ≤ Roh/Rih ≤ 0.93의 범위로 하여 단변과 장변이 서로 만나는 곡률로 대각부를 형성함으로써, 그 결과 적절한 퍼넬(4)의 인장강도 및 편향소비 전력의 저감과 ITC 작업을 효과적으로 이룰 수가 있었다.

이때, 퍼넬(4)의 외면은 편향요크(6)의 코일과 가능한 근접되게 설계해야 하므로 관축(Z)과 직각인 단축부를 일정의 두께로 고정한 후 편향요크 장착영역(50)의 외면 곡률을 내면 곡률로 나눈 값이 0.93 이상이 되면 퍼넬의 대각부의 두께가 얇아져 대각부에서 편향소비 전력이 감소되어 편향감도 및 ITC 회전 여유도가 증가되고, 인장강도는 감소되었으며, 0.70이하에서는 퍼넬의 대각부의 두께가 너무 두꺼워져 강도는 증가되었으나 편향소비 전력이 증가되어 편향감도의 감소 및 ITC 회전 여유도에 불리하였다.

따라서, 편향요크가 장착되는 편향요크 장착영역(50)의 장변 내, 외면 곡률과의 비를 최소 0.70에서 최대 0.93의 범위 내로 하고, 또한 단변 내, 외면 곡률과의 비를 최소 0.70에서 최대 0.90의 범위 내로 하였을 때, 가장 적절한 인장강도 및 편향소비 전력의 저감을 이룰 수 있었고, 이것에 의해 편향감도의 향상과 ITC 작업의 여유도가 한층 높아져 생산성 확보가 만족되었다.

결과적으로, 본 발명에서의 편향요크 장착영역(50)의 형상에 있어서, 내, 외면 곡률과의 비를 네크(7)와의 연결부 부근에서 변곡점으로 갈수록 증가시켜 편향 각이 가장 큰 대각부의 두께를 최적화 함으로써, 네크 섀도우가 발생하지 않고, 편향감도와 내기압 강도 및 ITC 회전 여유도의 향상을 도모할 수가 있었다.

한편, 비교 예로서, 종래의 기술, 즉 다시 말해서 퍼넬의 편향요크 장착영역의 대각부를 일부 절취하여 전자빔과의 충돌을 방지하고, 또한 방폭 및 편향소비 전력의 저감을 위해 대각부와 장, 단변부와의 두께 비를 증가시켜 형성한 것과는 달리, 본 발명은 각추형 편향요크 장착영역의 횡단면에서 장, 단변의 내, 외면 곡률에 의한 네크와의 연결부 부근의 대각부 두께, 변곡점에서의 대각부 두께, 편향 기준점에서의 대각부 두께를 서로 다르게 하여 편향요크 장착영역의 대각부에 영향을 받는 내기압 응력을 최소화시키면서도 ITC 회전 여유도 확보 및 전자빔과 편향요크의 자계와의 거리를 근접시키게 됨을 알 수 있다.

이 결과에서, 본 발명에 의하면, 각추형 편향요크 장착영역의 대각부 두께의 최소화에 의해 전자빔의 궤적에 거의 근사되고, 또한 내부공간이 충분히 확보되어 광각화되는 진공 외관용기의 내기압 강도와 ITC 회전 여유도가 충분히 확보되면서 편향소비 전력이 저감되는 이점이 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 것은, 본 발명에 따른 음극선관에 의하면, 각추형 편향요크 장착영역의 형상을 갖는 광각편향인 음극선관의 경우에 있어서, 각추형 편향요크 장착영역의 내, 외면 곡률의 범위를 최적화 하여 편향 각이 가장 큰 대각부의 두께를 최소화하여 줌으로써, 편향감도가 저하되지 않고도 광각 편향에 따른 퍼넬의 내기압 강도 상승, ITC 회전 여유도 확보 및 편향소비 전력을 효과적으로 저감할 수 있다.

또한, 각추화에 의한 ITC 공정 중의 회전 자유도를 높여 줌으로써, 생산성 확보는 물론 퍼넬의 중량이 감소되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 이 패널에 연이어지는 퍼넬, 이 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 상기 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크, 및 상기 네크측의 단에서 패널측으로 뻗은 영역에 각추형 편향요크 장착영역을 갖는 음극선관으로서,

   관축에 직각인 방향의 단면형상이 장축과 단축 이외에 최대가 되는 지점을 갖는 상기 편향요크 장착영역의 내, 외측 윤곽이 대략 직사각 형상을 가질 때,

   상기 관축에 직각인 단축상의 외면 곡률을 Rov, 내면 곡률을 Riv, 장축상의 외면 곡률을 Roh, 내면 곡률을 Rih라 할 때, 상기 관축상에 대한 변곡점에서의 곡률 비를 0.85 ≤ Rov/Riv ≤ 0.90의 범위로, 또한 0.89 ≤ Roh/Rih ≤ 0.93의 범위로 한 것을 특징으로 하는 음극선관.
2. 제 1 항에 있어서,

   (1) 상기 네크와의 연결부 부근에서의 곡률 비를 0.70 ≤ Rov/Riv ≤ 0.75의 범위로, 또한 0.70 ≤ Roh/Rih ≤ 0.75의 범위로 하며;

   (2) 상기 관축상의 편향 기준점에서의 곡률 비를 0.75 ≤ Rov/Riv ≤ 0.81의 범위로, 또한 0.75 ≤ Roh/Rih ≤ 0.77의 범위로 한 것을 특징으로 하는 음극선관.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 관축에 직각인 단축상의 내, 외면 곡률과의 비(比)가 최소 0.70에서 최대 0.90의 범위를 가지며, 또 상기 장축상의 내, 외면 곡률과의 비가 최소 0.70에서 최대 0.93의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관.
4. 적어도 형광체스크린을 내면에 갖는 패널, 이 패널에 연이어지는 퍼넬, 이 퍼넬의 소직경측의 단에 접합되며 상기 형광체스크린에 대향하여 전자총이 장착되는 네크, 및 상기 네크측의 단에서 패널측으로 뻗은 영역에 각추형 편향요크 장착영역을 갖는 음극선관으로서,

   관축에 직각인 방향의 단면형상이 장축과 단축 이외에 최대가 되는 지점을 갖는 상기 편향요크 장착영역의 내, 외측 윤곽이 대략 직사각 형상을 가질 때,

   상기 관축에 직각인 장축상의 장변 내, 외면 곡률과의 비(比)가 최소 0.70에서 최대 0.93의 범위를 가지며, 상기 단축상의 단변 내, 외면 곡률과의 비(比)가 최소 0.70에서 최대 0.90의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 편향요크 장착영역을 상기 네크와의 연결부 부근 및 편향 기준점으로 등분하여 볼 때,

   (1) 상기 네크와의 연결부 부근에서의 상기 관축에 직각인 방향의 단변 내, 외면과의 곡률 비 또한 상기 장변 내, 외면과의 곡률 비를 최소 0.70에서 최대 0.75로 하며,

   (2) 상기 편향 기준점에서의 상기 단변 내, 외면과의 곡률 비를 최소 0.75에서 최대 0.81로, 또한 상기 장변 내, 외면과의 곡률 비를 최소 0.75에서 최대 0.77로 한 것을 특징으로 하는 음극선관.
6. 제 5 항에 있어서,

   편향요크 장착영역의 관축에 직각인 방향의 단변 외면 곡률을 Rov, 내면 곡률을 Riv, 장변 외면 곡률을 Roh, 내면 곡률을 Rih 라 할 때,

   상기 관축상에 대한 변곡점에서의 곡률 비를 0.85 ≤ Rov/Riv ≤ 0.90 또한 0.89 ≤ Roh/Rih ≤ 0.93으로 한 것을 특징으로 하는 음극선관.