KR20010018035A - 음극선관용 편향요크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관 편향요크에서 방사되는 전자파를 차폐시키기 위하여, 편향요크의 수직, 수평 편향코일 사이에 각 코일의 지지물인 페라이트 코어가 도전 및 절연체의 구조를 갖도록 하거나, 도전 및 절연체의 구조로 구성된 필름을 각각의 코일들 사이에 삽입하여 편향코일로부터 발생하는 교번 전계를 차폐시킴으로써, 음극선관의 패널과 케이스를 통해 누설되어 인체로 방사되는 교번 전계를 차폐하여 음극선관의 신뢰성을 저감시키지 않는 상태에서 친환경적 및 인간 공학적 컬러 음극선관을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 수직, 수평 편향코일에 인가하는 고전압에 의해 발생되는 복사파가 음극선관의 도전체를 통하여 패널 측으로 방출되는 전자파를 완전히 차단할 수 있는 음극선관용 편향요크를 제공한다.

Description

음극선관용 편향요크{Deflection Yoke for Cathode-ray Tube}

본 발명은 음극선관의 화상 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 음극선관을 구성하는 편향요크의 수평 편향 코일과 수직 편향 코일 사이에 각 코일의 지지물인 페라이트 코어가 도전 및 절연체의 구조를 갖도록 하거나, 도전 및 절연체의 구조로 구성된 필름을 각각의 코일들 사이에 삽입하여 편향요크의 각 코일로부터 발생하는 교번 전계를 차폐시켜 음극선관에 고전압 인가시 발생 가능한 누설전압에 의한 전자파를 최소화할 수 있는 음극선관용 편향요크에 관한 것이다.

최근, 각종 전자기기에서 방사되는 전자파가 인체에 대해 심각한 악영향을 미치는 것으로 조사되자 각종 전자기기에서 방사되는 전자파의 규제가 사회적으로 크게 대두되고 있으며, 음극선관에서 주로 방사되는 교번 전계 즉, 고압 회로나 또는 편향요크를 중심으로 방사 형상으로 발생하는 전계로 인해 전자파가 방사되어 인체에 악영향을 미치고 있다.

이러한 관점에서 음극선관 영상표시 장치에는 고전압의 회로와 각종 코일 성분으로 구성된 스위칭 회로가 사용되고 있어서 이들로부터 전,자장이 방사되고 있으며 특정거리(대략 30∼50㎝)를 기준으로 그 방사량이 제한되고 있다.

이들 전계 방사량의 규제는 1990년 스웨덴 국가 측정시험(MPR)이나 스웨덴 전문 직업인 중앙협의회(TCO) 등에서 제안한 것을 기준으로 사용하고 있으며, 각종 전자기기마다 이 전자파 규제 기준에 위배되지 않도록 제조하고 있는 실정이다.

도 1은 일반적인 음극선관의 한 예로서, 컬러 음극선관을 도시했다.

예컨데, 음극선관은 내면에 형광막이 형성되며 표면에 도전성막과 저반사막이 형성된 패널(10)과, 패널(10)과 연이어져 설치되며 내면과 외면에 전도성을 갖는 흑연이 도포된 퍼넬(20)이 외부를 감싸고 있고, 상기 패널(10)과 퍼넬(20)은 약 450℃의 노(爐)에서 융착 글라스로 서로 봉합되어 진다.

그리고, 퍼넬(20)의 네크부(30)에는 전자빔을 발생시키는 전자총(40)이 장착되어 있고, 패널(10)의 내측에는 색선별 전극인 섀도우마스크(60)가 프레임(70)에 의하여 지지되어 있으며, 퍼넬(20)의 외주면에는 전자빔(45)을 좌우로 편향시켜주는 편향요크(50)가 장착되어 있다.

상기 전자총(40)에 영상신호가 입력되면 전자총의 캐소드로부터 열전자가 방출되고, 방출된 전자는 전자총(40)의 각 전극에서 인가된 전압에 의하여 패널(10)쪽으로 가속 및 집속 과정을 거치면서 진행하게 된다.

이때, 전자는 네크부(30)에 장착된 마그네트의 자계에 의하여 전자빔(45)의 진행 경로가 조정되며, 조정된 전자빔(45)은 편향요크(50)에 의하여 패널(10)의 내면에 주사되어지는 데, 편향된 전자빔(45)은 패널(10)의 내측면 프레임(70)에 결합된 섀도우마스크(60)의 슬롯(slot)을 통과하면서 색선별이 이루어지고, 선별된 전자빔은 패널(10) 내면의 형광막에 충돌하여 발광시킴으로써 영상신호를 재현한다.

그리고, 전자빔(45)이 섀도우마스크(60)의 슬롯을 통과하여 형광막에 도달되는 데 있어서 지자계의 영향으로 전자빔(45)의 편향 왜곡이 일어나는 것을 방지하기 위하여 패널(10)쪽에서 볼 때 섀도우마스크(60)가 결합된 프레임(70) 뒤쪽에 지자계 차폐 구조물인 이너쉴드(80)가 장착되어 있다.

한편, 편향요크(50)에 장착된 미 도시한 페라이트 코어는 페라이트(Ferrite) 재질의 코어를 주로 사용하고 있는 데, 페라이트 재질의 코어는 자기적인 특성을 강화시켜 주기 위한 전이 금속류인 Mg-Cu-Zn, Mg-Mn-Zn, Ni-Cu-Zn, Mn-Zn 중 하나 이상의 재료와 기본 재료인 산화 제 2 철(Fe₂O₃)을 서로 혼합하여 예비 성형을 한 다음 가소성시키는 과정을 거쳐서 마이크로 그라인딩을 한 후 성형 과정을 수행한다. 이어 1000℃ 이상의 고온 조건에서 소성 및 가공하는 등의 공정을 거쳐서 페라이트 물질을 생성하게 된다.

예컨데, 음극선관에서 발생하는 전계의 대부분은 편향요크(50)의 각종 코일로 인가되는 수평 편향펄스에 기인하고 있으며, 이것에 의한 전계는 음극선관에 설치되는 편향요크(50)로부터 발생되는 것으로 알려져 있다. 이러한 수평 편향펄스에 기인하는 전계는 주파수 범위에 있어서 비교적 높은 주파수 범위에 있으며, 이러한 전계의 복사는 음극선관의 패널(10) 표면 이외의 영역에서는 금속판 등으로 이루어지는 보호재에 의하여 효과적으로 차폐할 수가 있다.

이와 같이 음극선관에서 방사되는 전자파를 차폐하기 위한 종래 기술에는 교번 전계의 계량치인 초저주파수(VLF) 값을 최소화하기 위하여 일본특허공개 평4-123444호에서와 같이 퍼넬의 전도막과 도통되는 제 2의 도전막을 형성하고, 수평 편향코일에는 절연부재를 피복하는 방법을 사용하나, 이는 제 2의 도전막을 형성하는 데 따른 공정 및 설비상의 추가 비용을 초래하며, 수평 편향코일에 절연부재를 피복하는 데 있어서는 피복후 절연부재에 열을 가하여 고착시켜야 하기 때문에 수평 편향코일의 권선의 형상 변형에 의해 편향요크의 특성이 저하되어 제품의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 일본특허공개 평3-184056호에서는 퍼넬부, 콘부, 네크부에 외장흑연 등 도전체 형성하여 편향코일의 내면에 절연체를 구비, 절연체 내면에 저저항체를 형성한 절연체를 편향요크의 내부에 구비, 캐비넷 내면에 저저항체를 구비하나, 이는 콘부 및 네크부에 외장 흑연을 도포해 주기 위한 공정수의 증가에 따른 인덱스의 문제점, 설비투자 증가, 절연체 제작에 따른 부품수의 증가, 절연체 내면 저저항체 형성, 캐비넷 내부 저저항체 형성에 따른 비용증가 등의 문제가 있어 전체적으로 제품의 제작 비용이 상승하는 문제점이 있다.

또한, 일본특허공개 평4-77972호에서는 편향요크의 아래 영역을 포함한 퍼넬 외주에 전도막이 형성되며 편향요크와 전도막 사이에 절연체를 구비하나, 이는 현재 퍼넬면에만 전도막을 형성하고 있어 전자총 삽입부까지 도전성막을 형성하기에는 도전성막 사이에 구비하는 절연막을 제작하거나 절연체를 삽입하여야 하는 데, 이는 퍼넬의 네크부와 편향요크의 네크부 틈새 간격을 멀게 함으로 인하여 편향요크의 고유 특성인 편향감도가 열화되는 근본적인 문제가 있을 뿐만 아니라 네크부에 발생하는 온도에 변형이 없는 견디어야 하는 재질 및 두께에 따른 문제가 발생하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은, 음극선관 편향요크의 수평 편향코일과 수직 편향코일 사이에 각 코일의 지지물인 페라이트 코어가 도전 및 절연체의 구조를 갖도록 하거나 도전 및 절연체의 구조로 구성된 필름을 각각의 코일들 사이에 삽입하여 편향요크 코일로부터 발생하는 교번 전계를 차폐시켜 전자파 대폭적으로 저감시킬 수 있는 음극선관용 편향요크를 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 음극선관의 구조를 나타낸 조립도이고,

도 2는 본 발명에 의한 편향요크의 평면을 도시한 반 단면도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 페라이트 코어의 상세 구조를 도시한 단면도이고,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 페라이트 코어 및 필름의 상세 구조를 도시한 도면이고,

도 5는 본 발명에 의한 필름의 외형 형상을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 패널 20: 퍼넬

30: 네크부 40: 전자총

50: 편향요크 51: 수직 편향코일

52: 수평 편향코일 53: 페라이트 코어

53-1, 53-2: 도전 및 절연 필름 53-3: 연결 전극

53-4: 접착 부재 54: 홀더

Z: 관축 X: 수평 축

Y: 수직 축

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음극선관용 편향요크는, 외면과 내면에 전도막이 도포된 퍼넬, 상기 퍼넬 상에 장착되며 전자총에서 방출된 전자빔을 수직 및 수평 방향으로 편향시키는 편향요크 및 상기 편향요크에 장착되며 수직 편향코일이 권선된 도전성 물질의 페라이트 코어를 구비한 음극선관에 있어서:

내면에 도전층을 가지며 상기 도전층의 상·하면에 절연층이 형성된 도전 및 절연 필름이 상기 페라이트 코어의 표면 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 음극선관용 편향요크, 외면과 내면에 전도막이 도포된 퍼넬, 상기 퍼넬 상에 장착되며 전자총에서 방출된 전자빔을 수직 및 수평 방향으로 편향시키는 편향요크 및 상기 편향요크에 장착되며 수직 편향코일이 권선된 페라이트 코어를 구비한 음극선관에 있어서:

상기 페라이트 코어는,

(1) 페라이트 재질의 도전층 및

(2) 상기 도전층의 상·하면에 절연층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 편향요크의 평면을 도시한 반 단면도로서, 도 1을 참조하여 편향요크의 구조를 살펴보면 다음과 같다.

편향요크(50)는 기본적으로, 전자빔(45)을 수직 방향으로 편향시켜 주기 위한 수직 편향코일(51)과, 전자빔(45)을 수평 방향으로 편향시켜 주기 위한 수평 편향코일(52)과, 수직 편향코일(51)에서 발생되는 수직 편향 자계의 자기력 손실을 줄여 주어 자기효율을 높이기 위해 사용되는 페라이트 코어(53)와, 수평/수직 편향코일(51, 52)과 페라이트 코어(53) 등의 기구적인 상대 위치를 결정해 주면서 기구적으로 고정, 결합시켜주는 역할을 하고 동시에 수직 편향코일(51)과 수평 편향코일(52) 사이를 절연하는 홀더(54)로 구성된다.

이와 같이 구성된 편향요크(50)는, 수평 편향코일(52)에 15.75㎑ 또는 그 이상의 주파수를 가지는 전류가 도통되면 핀쿠션형의 수평 편향 자계를 발생하여 전자빔(45)을 수평 방향으로 편향시켜 주며, 수직 편향코일(51)에 보통 60㎐의 주파수를 가지는 전류가 도통되면 배럴형의 수직 편향 자계를 발생하여 전자빔(45)을 수직 방향으로 편향시켜 준다.

그리고, 컨버젼스 코일(55)이 홀더(54)의 네크(30)측에 설치되어 수직 배럴형 자계에 의해 발생하는 코마 수차를 개선하며, 홀더(54)의 네크(30)측 끝단에 설치된 링 밴드에 의해 퍼넬(20)에 기구적으로 결합된다.

상기 홀더(54)의 상·하측 원주면, 즉 편향요크(50)의 개구부(가-가' 부분)의 끝단 상·하 위치에는 마그네트(56)가 설치되어 화면상의 라스터 왜곡(이하, '디스토션'이라 칭함)을 보정하게 된다.

상기 페라이트 코어(53)는 관축(Z)을 중심으로 수평축(X)과 수직축(Y) 방향으로 서로 대칭되는 형상으로 이루어져 있고, 그 표면에는 절연 물질인 필름(53-2)이 형성되어 있고, 그 상하측에 수직 편향코일(51)이 권선되어 있다.

본 발명에 의한 실시예의 동작을 설명하기에 앞서 퍼넬(20)의 네크부(30) 상에 장착된 전자총(40)으로부터 전자빔(45)이 방출되며, 이 방출된 전자빔(45)을 편향요크(50)의 수직 편향코일(51) 및 수평 편향코일(52)에 의해 수평, 수직 방향으로 소정량 편향되어 패널(10) 내면에 형성된 형광면을 주사해서 원하는 화상을 비춘다. 상기 종래 기술의 문제점에서 서술한 바와 같이 종래 기술의 공통적 특징은 편향요크(50)와 인접한 퍼넬(20)의 콘부 및 네크부의 내측에 전도막을 형성하거나 이 전도막과 편향요크의 코일간에 도통을 방지하기 위한 수단으로 홀더(54)인 절연체를 삽입하거나 상기 절연체에 전도막을 피복하는 방법 등을 나타내고 있다.

그런데, 초저주파수(VLF) 대역의 교번 전계는 수평 주파수에 의존하고 있고, 고해상도의 요구에 따라 수평 주파수가 상승하면 초저주파수(VLF) 대역의 교번 전계도 증가하는 것이 확인되었기에 본 발명에서는 수평 편향코일(52) 사이에 전계 차폐수단을 형성하고자 하는 것이다.

따라서, 본 발명의 편향요크(50)는 수직 편향코일(51)과 수평 편향코일(52) 사이에 각 코일의 지지물인 페라이트 코어(53)가 도전 및 절연체의 구조를 갖도록 구성한 것으로, 편향요크(50)의 수직 편향코일(51)과 수평 편향코일(52) 사이에 위치한 페라이트 코어(53)의 단면 구조는 도 3의 상세도와 같이 페라이트 재질과 같은 도전체(53-1)를 중심으로 양측 표면에 절연 물질(53-2)이 형성되어 있고, 페라이트 코어(53)의 도전체(53-1)와 연결된 연결전극(53-3)을 통해 퍼넬(20)의 외면에 형성된 흑연 전도막에 연결하여 접지 처리하도록 구성되어 있다.

즉, 본 발명은 수직 편향코일(51)과 수평 편향코일(52) 사이에 전계 차폐수단으로 상기 수직 및 수평 편향코일(51, 52)의 사이에 위치한 페라이트 코어(53)를 도 3과 같이 페라이트 물질의 도전체(53-1)에 절연성 필름(53-2)이 입혀진 구조를 갖도록 제조한다.

물론, 페라이트 코어(53)를 본 발명의 다른 실시예인 도 4와 같이 코어(53) 표면에 도전층(53-1) 및 절연층(53-2)이 형성된 필름으로 페라이트 코어(53)의 표면에 부착시키고, 도전 및 절연 필름(53-1, 53-2)의 도전층(53-1)과 퍼넬(20)의 외면에 형성된 흑연 전도막을 연결전극(53-3)을 통해 연결하여 접지 처리하는 방식으로도 구현 가능하다.

상기 연결전극(53-3)은 퍼넬(20)의 외면 전도막과 연결되는 부분이 접착성을 갖는 접착 부재(53-4)로 구성할 수 있고, 상기 도전 및 절연 필름(53-1, 53-2)의 두께를 10㎛ 내지 100㎛ 의 범위로 규정하는 것이 바람직하다.

도 5는 도 4와 같이 도전 및 절연 필름(53-1, 53-2)을 페라이트 코어(53)와 홀더(54) 사이에 삽입 또는 부착시킬 경우의 필름의 형상을 나타낸 도면으로서, 필름(53-1, 53-2)의 형상은 페라이트 코어를 관축(Z) 방향으로 절단하여 펼쳤을 때의 형상과 동일하도록 이루어져 있고, 퍼넬(20)의 외면 전도막과 전기적으로 연결할 수 있는 연결전극(53-3)이 관축(Z) 방향으로 연장되어 있으며, 도전 및 절연 필름(53-1, 53-2)은 상술한 바와 같이 도전층(53-1)과 그 도전층(53-1)의 양면에 절연층(53-2)이 형성된 이중 구조로 이루어져 있다.

상술한 바와 같이 종래 기술에 의해 제작된 편향요크의 내면 또는 외면에 전계 차폐 기능을 갖는 도전체나 절연체를 사용함으로 인하여 내면 또는 외면에 삽입 또는 부착해야 하는 절연체 또는 도전체에 의해 발생되는 편향요크 부분의 방열 특성의 열화로 인하여 실용 불가능한 문제점을 본 발명에서는 편향요크의 수직, 수평 편향코일 사이에 각 코일의 지지물인 페라이트 코어가 도전 및 절연체의 구조를 갖도록 하거나, 도전 및 절연체의 구조로 구성된 필름을 각각의 코일들 사이에 삽입하여 편향코일로부터 발생하는 교번 전계를 차폐시켜 편향요크의 고유 특성인 컨버젼스 및 편향 감도의 특성을 유지하면서 불요복사파인 전자파를 차폐시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 편향요크의 수직, 수평 편향코일 사이에 각 코일의 지지물인 페라이트 코어가 도전 및 절연체의 구조를 갖도록 하거나, 도전 및 절연체의 구조로 구성된 필름을 각각의 코일들 사이에 삽입하여 편향코일로부터 발생하는 교번 전계를 차폐시킴으로써, 음극선관의 패널과 케이스를 통해 누설되어 인체로 방사되는 교번 전계를 차폐하여 음극선관의 신뢰성을 저감시키지 않는 상태에서 친환경적 및 인간 공학적 컬러 음극선관을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 수직, 수평 편향코일에 인가하는 고전압에 의해 발생되는 복사파가 음극선관의 도전체를 통하여 패널 측으로 방출되는 불요복사파를 완전히 차단할 수 있다.

Claims (7)

1. 외면과 내면에 전도막이 도포된 퍼넬, 상기 퍼넬 상에 장착되며 전자총에서 방출된 전자빔을 수직 및 수평 방향으로 편향시키는 편향요크 및 상기 편향요크에 장착되며 수직 편향코일이 권선된 도전성 물질의 페라이트 코어를 구비한 음극선관에 있어서:

   내면에 도전층을 가지며 상기 도전층의 상·하면에 절연층이 형성된 도전 및 절연 필름이 상기 페라이트 코어의 표면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향요크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전 및 절연 필름은,

   도전 및 절연 물질의 도전층과 상기 퍼넬의 외면 전도막과 전기적으로 연결하는 연결 전극을 더 구비하여 접지 처리한 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향요크.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 연결 전극은,

   퍼넬의 전도막과 연결되는 부분이 접착성을 갖는 접착 부재인 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향요크.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 도전 및 절연 필름의 두께를,

   10㎛ 내지 100㎛ 의 범위로 규정하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향요크.
5. 외면과 내면에 전도막이 도포된 퍼넬, 상기 퍼넬 상에 장착되며 전자총에서 방출된 전자빔을 수직 및 수평 방향으로 편향시키는 편향요크 및 상기 편향요크에 장착되며 수직 편향코일이 권선된 페라이트 코어를 구비한 음극선관에 있어서:

   상기 페라이트 코어는,

   (1) 페라이트 재질의 도전층 및

   (2) 상기 도전층의 상·하면에 절연층을 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향요크.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 페라이트 코어의 도전층과 상기 퍼넬의 외면 전도막과 전기적으로 연결하는 연결 전극을 더 구비하여 접지 처리한 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향요크.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 연결 전극은,

   퍼넬의 전도막과 연결되는 부분에 접착성을 갖는 접착 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향요크.