KR20010063386A

KR20010063386A - 음극선관용 전면유리

Info

Publication number: KR20010063386A
Application number: KR1019990060457A
Authority: KR
Inventors: 전승환; 윤천; 이기연; 최준영; 정현민
Original assignee: 박영구; 삼성코닝 주식회사
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-07-09

Abstract

본 발명은 음극선관용 전면유리에 관한 것으로, 본 발명은 후면유리와 접합되는 전면유리의 시일에지에 외부의 기계적인 충격에도 폭축이 감소되어 안전한 방폭 특성을 갖도록 이온 강화 처리에 의해 시일에지의 표면에 압축 응력을 형성한다. 본 발명에 의하면, 전면유리의 시일에지에 이온 교환 처리를 통하여 표면에 강한 압축 응력을 형성하여 외부의 기계적인 충격으로부터 전면유리에서 출발하는 균열의 전파를 충분히 저지함으로써, 충격에 잘 견디고, 폭축 등에 보다 안전한 형태의 방폭 특성을 갖는다.

Description

음극선관용 전면유리{PANEL FOR CATHODE RAY TUBE}

본 발명은 음극선관용 전면유리(Panel)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전면유리의 시일에지(Seal Edge)에 이온 강화 처리를 통하여 기계적인 충격에도 안전한 형태를 유지하는 음극선관용 전면유리에 관한 것이다.

컬러텔레비전이나 컴퓨터 모니터 등의 제조에 사용되는 음극선관용 유리 벌브(Glass Bulb)는 기본적으로 세 가지의 구성 요소, 즉 화상이 투시되는 전면유리와, 원추형의 후면유리(Funnel), 관형상의 네크(Neck)로 이루어진다. 전면유리, 후면유리 및 네크는 모두 유리로 제조되며, 특히 전면유리와 후면유리는 곱(Gob)이라 불리는 용융유리 덩어리를 원하는 크기 및 형상으로 프레스 성형에 의해 제조하고 있다.

음극선관용 유리 벌브의 구성을 도 1에 의거하여 살펴보면, 유리 벌브(10)의 전면유리(12)는 영상을 표시하는 페이스부(Face Portion: 14)와, 이 페이스부(14)의 가장자리로부터 후방으로 연장되는 시일에지(16)를 갖는 스커트부(Skirt Portion: 18)와, 페이스부(14)와 스커트부(18)를 연결하는 블렌드 라운드부(Blend Round Portion: 20)를 갖추고 있다.

또한, 후면유리(22)는 전면유리(12)의 시일에지(16)에 접합되어 접합부(24)를 형성하는 시일에지(26)를 갖는 바디부(Body Portion: 28)와, 이 바디부(28)의 후방으로 연장되는 시일에지(30)를 갖는 요크부(Yoke Portion: 32)를 갖추고 있다. 후면유리(22)의 요크부(32)의 시일에지(30)에는 네크(34)의 시일에지(36)가 접합되어 접합부(38)를 형성한다. 관축(40)은 전면유리(12)의 페이스부(14)의 중심과 네크(34)의 중심을 표시한다. 그리고, 전면유리(12)의 스커트부(18)에 복수의 구멍을 갖는 섀도우마스크(42)가 스터드핀(Stud Pin: 44)에 의해 지지되고, 네크(34)에는 섀도우마스크(42)의 구멍을 통하여 페이스부(14)의 내면에 도포되어 있는 결상용 형광체로 전자빔을 발사하는 전자총(46)이 설치된다.

최근 음극선관의 대형화와 평탄화의 추세에 따라 유리 벌브(10)의 두께와 무게가 필연적으로 증가되는 추세에 있다. 따라서, 유리 벌브(10)의 무게를 감소시키기 위하여 전면유리(12)의 형상을 개선하여 기압차에 따른 진공 인장 응력 분포를 완화시키거나 줄이고 있다.

한편으로, 미국 특허 제5,445,285호의 음극선관용 유리 벌브에는 물리 강화 방법으로 전면유리의 표면에 압축 응력층을 형성하여 유리 강도를 향상시키고, 그 결과 유리 벌브의 내외부의 가압차로 생기는 최대 진공 인장 응력에 대응하여 유리 벌브의 제조 중의 열적 파손이나 완성 후의 피로 파괴를 방지하는 기술이 제안되어 있다.

그러나, 미국 특허의 음극선관용 유리 벌브에서는, 물리 강화 방법에 의한 압축 응력에 의하여 유리의 기계적 강도는 향상되지만, 필연적으로 스트레인 에너지(Strain Energy)의 증가가 초래되어 유리 벌브의 파손시 폭축, 즉 전면유리와 후면유리의 폭발적인 수축 현상과 비산 등 방폭 특성이 저하되는 심각한 문제점과 응력의 불균형에 의한 유리 벌브의 특정 부분에 생성되는 표면 결함에 의하여 자발적인 파손이 일어날 수 있는 문제가 있었다.

특히, 전면유리에 가해지는 기계적인 충격이 큰 경우 균열(Crack)이 스커트부를 따라 후면유리까지 전파되는 것에 의해 후면유리의 깨진 조각들이 전면유리와 부딪혀 음극선관 전체가 파괴되고, 그 결과 소비자 안전도에 심각한 문제가 있었다. 상세히 설명하면, 외부로부터 전면유리의 페이스부에 가해진 기계적인 충격으로 인하여 폐이스부에서 발생하는 균열의 전파 속도보다 충격에 의한 파동이 먼저 후면유리에 도달되어 압축 응력이 부여되지 않은 후면유리의 경우 일정한 형태를 유지할 수 없었다. 뿐만 아니라, UL규격(Underwriters Laboratories Inc.)의 방폭특성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 전면유리에서 출발한 균열이 후면유리까지 전파되지 않도록 또는 진행하는 개수를 줄이기 위한 기술로 전면유리의 페이스부에 도랑을 파서 다른 부분보다 얇게 하여 균열이 그 부분에 모이게 하는 이른 바 균열 잡이(Crack Trap)의 역할을 하게 한 것이 있다. 그러나, 전면유리의 페이스부에 도랑을 파는 것은 공정 비용이 많이 들고, 반드시 유리와 굴절률이 비슷한 필름을 사용해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전면유리의 시일에지에 이온 강화 처리를 통하여 표면에 강한 압축 응력을 형성하여 전면유리에서 출발하는 균열의 전파를 저지할 수 있는 음극선관용 전면유리를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 후면유리와 접합되는 시일에지를 갖는 음극선관용 전면유리에 있어서, 시일에지에 외부의 기계적인 충격에도 폭축이 감소되어 안전한 방폭 특성을 갖도록 이온 강화 처리에 의해 시일에지의 표면에 압축 응력이 형성되어 있는 음극선관용 전면유리에 있다.

도 1은 전면유리 및 후면유리, 네크로 구성되는 음극선관용 유리 벌브를 나타낸 단면도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 유리 벌브 12: 전면유리

14: 페이스부 16: 시일에지

18: 스커트부 22: 후면유리

24: 접합부 26: 시일에지

34: 네크

이하, 본 발명에 따른 음극선관용 전면유리에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 유리 벌브(10)는 전면유리(12)의 시일에지(16)와 후면유리

(22)의 시일에지(26)는 접합되어 접합부(24)를 형성하고 있다. 본 발명의 실시예에서는 전면유리(12)의 시일에지(16)에 이온 교환 처리에 의해 압축 응력을 형성한다. 이온 교환 처리는 질산칼륨 용액에 1㎛이하의 산화아연 분말을 혼합한 혼합용액을 사용하여 상온의 전면유리(12)의 시일에지(16)에 도포하여 건조시킨 후, 이것을 연속 터널식 전기로에서 소성시켜 시일에지(16)의 표면의 나트륨 이온을 혼합용액 속의 칼륨이온과 이온 교환시켜 시일에지(16)의 표면에 압축 응력을 형성하여 강화하는 것이다.

위와 같은 시일에지(16)의 이온 교환 처리를 통하여 제조된 전면유리(12)가 외부의 기계적인 충격에 대응하는 정도를 알아 보기 위하여 UL규격의 테스트를 실시하였다. 테스트는 기존 경량화 음극선관의 안전성을 크기가 다른 에너지로 볼테스트를 실시하였으며, 그 결과는 표 1에 나타냈다.

(실시예)

15인치 정규 음극선관의 디자인을 변경하여 무게를 15% 감소시킨 경량화 음극선관에 물리 강화에 의해 압축 응력 11MPa를 부여하고 시일에지(16)에 이온 교환 처리를 통하여 이보다 더 큰 압축 응력을 형성한 제품에 5∼7J 사이의 에너지를 가지는 볼로 충격을 가하여 푹축 개수를 나타냈다. 볼테스트에 있어서는 높이를 변경하여 에너지를 수준별로 조절하였다.

(비교예 1)

실시예와 비슷한 디자인의 음극선관에 동일한 압축 응력을 전면유리(12)의 표면에 부여하고, 시일에지(16)를 이온 교환 처리하지 않은 채로 실시예와 동일한방법으로 테스트를 한 후, 그 폭축 개수를 나타냈다.

(비교예 2)

실시예와 비슷한 디자인의 음극선관을 서냉 열처리하여 잔류 압축 응력이 표면에 없는 상태에서 비교예 1과 마찬가지로 시일에지(16)에 이온 교환 처리하지 않은 음극선관을 제조하고, 이후 같은 방법으로 테스트를 하여 폭축 개수를 나타냈다.

실시예와 비교예 1, 2에 의한 폭축 비율(개수)를 나타낸 표

타격에너지	4J	5J	6J	7J
실시예	-	20%(1/6)	42%(5/12)	70%(7/12)
비교예 1	30% (3/11)	60% (7/12)	80%(8/10)	100%(10/10)
비교예 2	-	83% (5/6)	100%(6/6)	-

표 1에 보이는 바와 같이, 충격에 의한 푹축 발생 비율은 물리 강화에 의해 표면에 압축응력을 부여하는 비교예 1의 경우가 비교예 2의 기존 제품의 경우보다 파손 비율은 감소했지만 만족할 수준을 얻지는 못했다. 반면, 전면유리(12)의 시일에지(16)에 이온 강화 처리를 통하여 압축 응력을 부여한 음극선관의 경우 거의 파손 비율이 절반 이하로 나타나는 것을 알 수 있다.

상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 음극선관용 전면유리에 의하면, 전면유리의 시일에지에 이온 교환 처리를 통하여 표면에 강한 압축 응력을 형성하여 외부의 기계적인 충격으로부터 전면유리에서 출발하는 균열의 전파를 충분히 저지함으로써, 충격에 잘 견디고, 폭축 등에 보다 안전한 형태의 방폭 특성을 갖는다. 이 결과, 음극선관의 경량화와 평면화가 용이해지는 효과가 있다.

Claims

후면유리와 접합되는 시일에지를 갖는 음극선관용 전면유리에 있어서,

상기 시일에지에 외부의 기계적인 충격에도 폭축이 감소되어 안전한 방폭 특성을 갖도록 이온 강화 처리에 의해 상기 시일에지의 표면에 압축 응력이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전면유리.
제 1 항에 있어서, 상기 이온 교환 처리는 질산칼륨 용액에 1㎛이하의 산화아연 분말을 혼합한 혼합용액을 사용하여 상온의 상기 전면유리의 시일에지에 도포하여 건조시킨 후, 연속 터널식 전기로에서 소성시켜 상기 시일에지의 표면의 나트륨 이온을 혼합용액 속의 칼륨이온과 이온 교환시키는 것을 특징으로 하는 음극선관용 전면유리.