KR20020017595A - 칼라 브라운관용 인너쉴드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 브라운관용 인너쉴드 구조에 관한 것으로서, 인너쉴드의 장변측벽에 장변측벽과 동일한 측벽부를 이중겹으로 형성하여 음극선관의 방향 회전시 전자빔 이동량과 지구자계의 수직자계 변화에 대한 전자빔 이동량을 적게함으로써, 인너쉴드 원재료 특성, 즉 투자율을 크게 하거나, 보자력을 작게 하지 않고 인너쉴드 형상개발로 외부 지자계 차폐를 크게 하고 동-서, 남-북 방향 전환시 전자빔 이동량을 작게 하여 퓨리티 특성을 향상시킬 수 있으며, 또한 재료 특성을 개발하지 않음에 따른 재료비용도 종래와 동등한 효과를 갖는다.

Description

칼라 브라운관용 인너쉴드 구조{Inner shield structure for color Braun tube}

본 발명은 칼라 브라운관에 관한 것으로, 특히 전자빔 이동량을 작게 하여 퓨리티 특성을 향상시키기 위한 칼라 브라운관용 인너쉴드 구조에 관한 것이다.

도 1 은 일반적인 음극선관의 단면 구성도로서, 전면 유리인 판넬부(1), 상기 전면 유리와 결합된 펀넬부(2), 상기 펀넬 내부에 소정의 발광 역할을 하는 형광면부(4), 상기 형광체를 발광시키는 전자빔(6)의 근원인 전자총, 소정의 형광체를 발광시키도록 색을 선별해주는 텐션마스크부(3), 상기 텐션마스크를 지지하는 프레임부(7), 상기 프레임의 어셈블리를 판넬에 결합되도록 해주는 스프링부(8), 음극선관이 동작중 외부 지자기에 영향을 적게 받도록 상기 프레임에 고정된체 고진공으로 밀폐되어 있는 인너 쉴드부(9)로 이루어져 있다.

상기 구성에 따른 브라운관의 동작원리을 살펴보면 상기 펀넬부(2)의 넥크(Neck)에 내장된 전자총에서 전자빔(6)이 음극선관에 인가된 양극전압에 의해 상기 펀넬부(1) 내면에 형성되어 있는 형광면부(4)를 타격하게 되는데, 이때 상기 전자빔은 형광면부에 도달하기전 편향요크부(5)에 의해 상하, 좌우로 편향되어 화면을 이루게 되고, 상기 전기 전자빔(6)이 정확히 소정의 형광체를 타격하도록 그 진행 궤도를 수정해주는 2, 4, 6극의 마그네트(Magnet)부(10)가 있어 색순도 불량을 방지해준다.

그러나 상기 브라운관은 고진공으로 되어 있기 때문에 외부의 충격에 쉽게 폭죽이 일어날 수 있으므로 이것을 방지하기 위해 상기 판넬부(1)가 대기기압에 견딜 수 있는 구조강도를 갖도록 설계를 하며, 또한 판넬부(1)의 스커트(Skirt)에 보강 밴드(11)를 장착함으로써 고진공 상태의 브라운관이 받는 응력을 분산, 내 충격 성능을 확보하고 있다.

도 2a 및 도 2b 는 종래의 인너쉴드 동작원리 구조도로서, 자화된 인너쉴드 는 미소자석구조에 의하여 자기력이 발생되며, 이 자기력은 외부 자계와 상쇄, 보강 간섭을 일으킴으로써, 외부자계는 내부의 인너쉴드에 의하여 자기장의 경로가 변하게 되는데, 지자계란 지구의 남극과 북극을 축으로 발생하는 자기력을 말하는 것으로 지구의 모든 위치에서 각각 수평자계와 수직자계의 합력으로 표현할 수 있으며, 아래 식 1의 로렌쯔 방정식에 대응하는 힘으로 전자에 미치게 되며, 전자총에서 방사되는 전자는 상기 지자계의 전자빔 경로가 바뀌어 퓨리티에 악영향을 초래하게 된다.

<식 1 >

F = Q^*[E + v × B]

이때 상기 외부자계 B가 존재하는 자기장 영역에 인너쉴드를 놓으면 내부에 스핀 모멘트(Spin Moment)가 형성되어 자기 쌍극자가 일정한 방향으로 형성되면서 인너쉴드는 자화가 이루어져 자성체로 변하게 된다.

한편 음극선관 내부에 외부 자계가 적게 존재할수록 지자계 차폐 특성이 좋아지므로 가능한 한 많은 지자계를 차폐하여야 하며, 상기 인너쉴드에 의해 지자계가 차폐되는 원리를 이론적으로 고찰해 보면 전자는 음극선관 내부에서 아래 식 2와 같은 힘을 받는다.

<식 2>

F = Q^*[E + v × B_DY÷ B_CRT]

여기서,

F : 음극선 내부에서 전자가 받는 힘,

Q : 전자의 전하량,

E : 전계의 세기,

V : 전자의 속도,

B_DY: 편향요크에 의한 자속밀도,

B_CRT: 외부자계(H)에 대한 음극선관 내부의 자속밀도

따라서 상기 음극선관 내부에 존재하는 자속밀도를 최소화해야 하며, 인너쉴드를 사용하여 자계를 차폐하여야 하는데, 이때 자화(磁化)가 일어나지 않는 공간에서 자속밀도는 다음 식 3과 같이 자계의 세기에 비례한다.

<식 3>

B = μ o* H

또한 자화가 일어나는 자계영역에서의 인너쉴드 자속밀도(B_인너쉴드)는 다음 식 4와 같다.

<식 4>

B인너쉴드 = μ o* (H + M)

여기서,

M : 선형등방성 물질의 자화 M = χ_m* H,

μ : 투자율,

H : 외부자계

또한 상기 인너쉴드의 자화를 고려한 인너쉴드 내부의 자속밀도는 다음 식 5와 같다.

<식 5>

B_인너쉴드= μo^*H^*(1 + χ_m) = μo^*μs^*H

여기서,

B인너쉴드 : 자화율,

μo : 자유공간에서 투자율: 4π × 10-7 [H/m],

μs : 비투자율(상수) … 일반적인 자성체 ≒ 강자성체 μs > 1,

반자성체 μs < 1

이때 상기 투자율이 커지면 자화량이 커지고 자화가 커지면 자속밀도가 커 지지며, 자속밀도가 커지면 자기장의 방향을 자화가 일어나는 인너쉴드 쪽으로 이동 변화시킴으로써 인너쉴드를 이용하여 지자계를 차폐한다.

또한 인너쉴드 형상인 도 3을 통하여 지자계를 차폐하는데, V-Notch(21)는 남-북 전환시 음극선관을 북향에서 남향으로 180° 회전 이동시켰을 때 전자빔 이동량을 말하는 남-북 이동량을 감소시킨다.

도 4a 및 도 4b 는 종래의 인너쉴드가 없는 경우 북반구 북향 수평자계에 의한 빔(Beam)이동 상태 구조도로서, 인너쉴드 형상 설계에 의한 남-북 이동량을 감소시키는 방법으로 인너쉴드 없는 상태에서만 북반구의 북향에서는 음극선관의 관축 방향의 자계의 영향을 받아 반시계 방향의 회전 빔 이동량을 발생시킨다.

도 5 는 종래의 인너쉴드 단변 V-Notch에 의한 축방향 자계의 수직자계(By) 유도 구조도로서, 상기 인너쉴드에 의하여 축방향 자계(Bz)를 수평(Bx), 수직(By) 자계로 변환시킴으로써, 축방향 수평 자계에 의한 반시계 방향의 전자빔 이동량과, 수평, 수직자계로 변환됨에 따른 시계방향으로 전자빔의 이동량이 상쇄되어 음극선관 전체 전자빔의 이동량은 작아진다.

표 1은 인너쉴드 단변 V-Notch에 의한 전자빔 이동량에 관한 것이다.

<표 1>

인너쉴드 단변 V-Notch에 의한 전자빔 이동량

단변 V-Notch 깊이	0	30	90㎜
남-북 이동량(㎛)	105	83	58

상기 인너쉴드 단변 V-Notch가 클수록 남-북 전자빔 이동량이 작아지는 효과가 있는데, 북반구 동방향 음극선관은 횡방향의 지자계 수평방향의 영향을 받으며, 이는 V-Notch가 있을 경우 지자계 차폐량이 감소되면서 음극선관 내부에 종방향으로 변화된 자계량을 증가시킨다.

또한 표 2는 장변 홀(Hole) 확대(2배)에 의한 전자빔 이동량을 나타낸 것이다.

<표 2>

장변 Hole 갯수	1개	2개
동-서 이동량(㎛)	73	68

따라서 단변 V-Notch는 남-북 전자빔 이동량을 감소시키는 반면 동-서 전자빔 이동량을 증가시키며, 또한 동-서 방향의 전자빔 이동량을 작게 하기 위해서 장변측의 홀(Hole) 면적을 증가시키면 동-서 방향 전환시 전자빔 이동량을 작게 하는 효과가 있다.

상기 열거한 바와 같은 종래 기술에서 지자계 차폐특성 및 소자 전후의 전자빔 이동량을 최소화하기 위해 외부자계를 제거하였을 때 잔류자기량이 적은 재질, 즉 보자력이 작은 인너쉴드재를 사용하거나, 음극선관 내부에 자속밀도를 키워 자기장의 방향을 인너쉴드 쪽으로 강하게 이동변화시키는 고투자율재를 사용하기 위해서는 재료비가 높은 단점이 있다.

또한 남-북 전자빔 이동량을 작게 하기 위해 단변 Notch 깊이를 깊게 하였을 경우 동-서 방향 전환시 전자빔 이동량이 증가하는 단점이 있으므로 동-서 방향 전자빔이 작게 하기 위해서는 장변 홀(Hole) 크기 및 면적을 확대하였을 그 효과가 크지 않은 단점이 있다.

상기 단점을 해결하기 위해 본 발명은, 브라운관의 지자계 차폐 특성, 즉 음극선관을 방향회전시켰을 때 전자빔 이동량과 지구자계의 수직자계 변화에 대한 전자빔 이동량을 적게 하기 위해 인너쉴드의 장변측 측벽부분을 일정한 간격을 두고 장변측 측벽과 동일형상의 차폐제를 부착하여 장변측벽 겹을 형성함으로써 지자계차폐특성을 향상시키기 위한 칼라 브라운관 지자계 차폐 향상 인너쉴드 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상기 인너쉴드의 장변측벽에 장변측벽과 동일한 측벽부를 이중겹으로 형성하여 음극선관의 방향 회전시 전자빔 이동량과 지구자계의 수직자계 변화에 대한 전자빔 이동량을 적게함으로써 지자계 차폐 특성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 일반적인 음극선관의 단면 구성도,

도 2a 및 도 2b 는 종래의 인너쉴드 동작원리 구조도,

도 3 은 종래의 인너쉴드 형상 조립 구조도,

도 4a 및 도 4b 는 종래의 인너쉴드가 없는 경우 북반구 북향 수평자계에 의한 빔(Beam)이동 상태 구조도,

도 5 는 종래의 인너쉴드 단변 V-Notch에 의한 축방향 자계의 수직자계(By) 유도 구조도,

도 6a 및 도 6b 는 본 발명이 적용되는 수평자계의 배럴(Barrel) 형상 차이 구조도,

도 7 은 본 발명에 따른 인너쉴드 조립 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : 장변측 측벽 이중겹판 120 : 인너쉴드 구조체

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6a 및 도 6b 는 본 발명이 적용되는 수평자계의 배럴(Barrel) 형상 차이 구조도로서, 반자장계수가 커서 자화가 쉽게 일어나지 않고 외부 자계 방향과 평행한 즉, 인너쉴드의 장변측은 외부자계에 의한 스핀 모멘트(Spin Moment)가 형성되고 자기 쌍극자 일정한 방향으로 형성되어 인너쉴드는 자화가 이루어지면서 자성체로 변화되는 외부자계 방향에 수직한 인너쉴드 단변부와, 상기 인너쉴드에 의해 배럴(Barrel)형상의 자계로 형성되어 전자빔 이동량을 증가시키는 동-서 방향의 수평자계로 이루어져 있다.

상기 수평자계의 배럴(Barrel) 형상 차이 구조는 배럴(Barrel)형상의 자계 모양이 급격한 것보다 완만하게 함으로써, 전자빔 이동량을 줄일 수 있다.

도 7 은 본 발명에 따른 인너쉴드 조립 구조도로서, 인너쉴드의 장변측에 장변측벽과 동일한 측벽부를 이중겹(110)으로 형성하여 인너쉴드 구조체(120)의 표면적을 키우고 수평자계의 배럴(Barrel)형상을 완만하게 함으로써 남-북 방향 전자빔 이동량을 악화시키지 않고 동-서 방향 전자빔 이동량을 작게 하는 장점이 있다.

상기 이중겹 사이의 간격은 최소한 상기 인너쉴드 두께 이상이며, 이중겹의 형상 및 Hole의 면적은 인너쉴드 장변측벽 형상과 동일하게 구비하여야 한다.

다음 표 3은 본 발명에 따른 인너쉴드 특성치에 관한 것이다.

<표 3>

인너쉴드 특성치

	장변 Hole	이중겹 형성
남-북 빔 이동량	57	56
동-서 빔 이동량	70	58

상술한 바와 같이 본 발명은, 동-서, 남-북 방향전환시 전자빔 이동량을 작게 하기 위해 단변 V-Notch를 크게 하여 남-북 방향 전자빔 이동량을 작게 하여 특성을 향상시키고, 동-서 전환 전자빔 이동량을 작게 하기 위하여 장변측 측벽을 겹으로 형성 구비하여 동-서 전자빔 이동량을 작게 함으로써, 인너쉴드 원재료 특성, 즉 투자율을 크게 하거나, 보자력을 작게 하지 않고 인너쉴드 형상개발로 외부 지자계 차폐를 크게 하여 동-서, 남-북 방향 전환시 전자빔 이동량을 작게 하여 궁극적으로 퓨리티 특성을 향상시킬 수 있으며, 또한 재료 특성을 개발하지 않음에 따른 재료비용도 종래와 동등한 효과를 갖는다.

Claims (6)

1. 칼라 음극선관 인너쉴드 구조에 있어서,

   상기 인너쉴드의 장변측벽에 장변측벽과 동일한 측벽부를 이중겹으로 형성하여 음극선관의 방향 회전시 전자빔 이동량과 지구자계의 수직자계 변화에 대한 전자빔 이동량을 적게함으로써 지자계 차폐 특성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 인너쉴드 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 인너쉴드는

   반자장계수가 커서 자화가 쉽게 일어나지 않는 외부자계 방향에 수직한 단변부와;

   상기 외부자계에 의한 스핀 모멘트(Spin Moment)가 자기 쌍극자 일정한 방향으로 형성되어 자화가 이루어지면서 자성체로 변하는 장변부; 및

   배럴(Barrel) 형상의 자계로 형성되어 전자빔 이동량을 증가시키는 동-서 방향의 수평자계로 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 인너쉴드 구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 배럴(Barrel) 형상의 자계는

   상기 자계의 모양을 완만하게 형성함으로써 전자빔 이동량을 줄이는 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 인너쉴드 구조.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 이중겹은

   각 이중겹 사이의 간격이 인너쉴드 두께 이상으로 조립한 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 인너쉴드 구조.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 이중겹의 형상은 인너쉴드 장변측벽 형상과 동일하게 구성한 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 인너쉴드 구조.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 이중겹에 형성된 홀(Hole)의 면적은

   인너쉴드 장변측벽에 형성된 것과 동일하도록 구성한 것을 특징으로 하는 칼라브라운관용 인너쉴드 구조.