KR20020094160A - 바이-포텐셜 마스크형 음극선관 - Google Patents

Abstract

스크린 전압 인가 경로의 단절을 방지하여 형광막 스크린에 스크린 전압을 안정적으로 공급하며, 스크린 전압 인가 경로와 마스크 전압 인가 경로간 절연 특성을 향상시켜 이들 사이의 방전을 억제할 수 있는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관을 제공한다. 상기 음극선관은 페이스 패널 내면에 형성되는 형광막 스크린과; 상기 형광막 스크린과 일정한 간격을 두고 마주하도록 페이스 패널 내부에 장착되는 섀도우 마스크와; 펀넬에 설치되어 고전압을 인가받는 제 1 및 제 2애노드 버튼과; 어느 하나의 스터드 핀에 절연 상태로 고정되어 형광막 스크린과 전기적으로 연결되는 다수의 금속 도체와; 스크린 전압을 인가하는 상기 제 1애노드 버튼과 상기 금속 도체를 연결하는 금속 박막의 도전 선로와; 금속 도체와의 접촉 부위를 제외하고 상기 도전 선로를 감싸는 절연층; 및 상기 도전 선로와 절연층의 일부를 노출시키면서 펀넬 내면 대부분에 걸쳐 형성되고 제 2애노드 버튼과 접하는 내장 흑연막을 포함한다.

Description

바이-포텐셜 마스크형 음극선관 {BI-POTENTIAL MASK TYPE CATHODE RAY TUBE}

본 발명은 바이-포텐셜 마스크형 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스크린 전압 인가 경로의 단절을 방지하여 스크린 전압을 안정적으로 공급하며, 스크린 전압 인가 경로와 마스크 전압 인가 경로간 절연 특성을 향상시킨 바이-포텐셜 마스크형 음극선관에 관한 것이다.

일반적으로 바이-포텐셜 마스크형 음극선관은 형광막 스크린과 섀도우 마스크를 절연시키고, 형광막 스크린에 섀도우 마스크보다 높은 전압을 인가하여 섀도우 마스크와 형광막 스크린 사이에 가속 전계를 형성하며, 이로서 섀도우 마스크의 빔통과용 어퍼쳐들이 전자 렌즈가 되어 이를 통과하는 전자빔을 집속시킨다.

따라서 상기 구조는 일반 구성의 음극선관과 비교하여 섀도우 마스크를 통과한 전자빔을 해당 형광막으로 집속시켜 화면의 휘도를 향상시키며, 편향 요크와 마주하는 펀넬의 내부 전압(섀도우 마스크에 공급되는 마스크 전압)을 낮추어 편향 전력을 감소시키는 장점을 갖는다.

이로서 바이-포텐셜 마스크형 음극선관에서는 형광막 스크린과 섀도우 마스크 각각에 해당 전압을 인가하는 부분이 핵심 기술을 이루는데, 이를 위하여 펀넬에 2개의 애노드 버튼을 구비하고, 개별적인 전압 인가 경로를 통해 각 애노드 버튼과 형광막 스크린 및 섀도우 마스크를 연결시키는 방안에 제안되었다.

특히 지금까지의 스크린 전압 인가 경로는 펀넬 내면에서 애노드 버튼(스크린 전압 인가용)과 연결되는 흑연 선로를 형성하고, 어느 하나의 스터드 핀에 다수의 금속 도체를 절연 상태로 장착하여 이를 통해 흑연 선로와 형광막 스크린을 잇는 구조가 사용되었으나, 상기 흑연 선로는 자체의 물질 특성에 의해 다음과 같은 단점을 갖는다.

첫째, 프리트를 녹이는 고온 과정에서 흑연 선로의 유기 성분과 수분이 열에 의해 증발하면서 프리트에 구멍을 내고, 이 구멍을 통해 흑연 선로와 내장 흑연막이 접촉하여 스크린 전압과 마스크 전압의 절연 파괴를 유도할 수 있다.

둘째, 펀넬 제조를 위한 고온(대략 450∼500℃) 과정에서 펀넬 유리면과 프리트 및 흑연 선로 사이의 열팽창율 차이로 인하여 흑연 선로가 단절되고, 그 자리에 프리트가 침투하여 스크린 전압 인가 경로를 단절시킬 수 있다.

셋째, 펀넬의 냉각 과정에서 상기 세가지 소재간 열팽창율 차이로 인하여, 또는 금속 도체와 접촉하는 부위에서 흑연 선로가 떨어져나갈 수 있다. 따라서 흑연 부스러기들이 음극선관 내부에서 스크린 전압과 마스크 전압을 통전시키고, 전자총의 그리드 전극간 절연을 파괴시키며, 섀도우 마스크의 구멍 막힘 등을 초래할 수 있다.

또한 마스크 전압이 공급되는 내장 흑연막은 그 가장자리에 미세 흑연 입자의 날카로운 가장자리가 위치함에 따라, 스크린 전압과 마스크 전압의 차이가 대략 6kV 이상인 경우, 흑연 선로를 둘러싸는 내장 흑연막의 가장자리와 흑연 선로 사이에 방전이 발생하여 절연 파괴로 이어지게 된다.

따라서 상기 구조에서는 스크린 전압과 마스크 전압 차이를 6kV 이하로 제한해야 하기 때문에, 상기 전압 차이에 기인한 화면의 휘도 향상과 편향 전력 감소의 효과가 미약한 실정이다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스크린 전압 인가 경로의 단절을 방지하여 형광막 스크린에 스크린 전압을 안정적으로 공급할 수 있는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 흑연 떨어짐에 의한 마스크 전압과 스크린 전압간 절연 파괴와, 전자총 전극간 절연 파괴 및 섀도우 마스크의 구멍 막힘 등을 방지하여 음극선관의 제조 품질을 향상시킬 수 있는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 내장 흑연막 끝단에서 발생하는 방전을 억제하여 스크린 전압과 마스크 전압 사이의 절연 특성을 향상시킬 수 있는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관을 제공하는데 있다.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 바이-포텐셜 마스크형 음극선관의 단면도.

도 3은 도전 선로와 절연층의 부분 확대도.

도 4는 도 3에 도시한 A-A선의 단면도.

도 5는 도 2의 부분 확대도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

페이스 패널 내면에 형성되는 형광막 스크린과; 상기 형광막 스크린과 일정한 간격을 두고 마주하도록 페이스 패널 내부에 장착되는 섀도우 마스크와; 펀넬에 설치되어 고전압을 인가받는 제 1 및 제 2애노드 버튼과; 어느 하나의 스터드 핀에 절연 상태로 고정되어 형광막 스크린과 전기적으로 연결되는 다수의 금속 도체와; 스크린 전압을 인가하는 상기 제 1애노드 버튼과 상기 금속 도체를 연결하는 금속 박막의 도전 선로와; 금속 도체와의 접촉 부위를 제외하고 상기 도전 선로를 감싸는 절연층; 및 상기 도전 선로와 절연층의 일부를 노출시키면서 펀넬 내면 대부분에 걸쳐 형성되고 제 2애노드 버튼과 접하는 내장 흑연막을 포함하는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관을 제공한다.

여기서, 상기 내장 흑연막은 도전 선로 및 절연층과 마주하는 자신의 가장자리에 프리트 글래스로 이루어진 방전 차단막을 형성하여 자신과 도전 선로 사이의 방전을 차단한다. 이로서 본 발명은 스크린 전압과 마스크 전압 차을 더욱 높여 화면의 휘도를 향상시키고, 편향 전력을 더욱 감소시키는 장점을 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 본 실시예에 의한 바이-포텐셜 마스크형 음극선관의 단면도로서, 페이스 패널(2)과 펀넬(4) 및 넥크부(6)가 일체로 봉착되어 진공의 벌브(8)를구성하고, 페이스 패널(2)은 그 내면으로 형광막 스크린(10)을 형성하며, 펀넬(4)의 외주면과 넥크부(6) 내부로 각각 편향 요크(12)와 전자총(14)이 일체로 장착된다.

상기 페이스 패널(2)은 형광막 스크린(10)이 형성되는 화면부(2a)와, 화면부(2a)의 네 가장자리에서 펀넬(4)을 향해 연장되는 스커트부(2b)로 이루어지며, 섀도우 마스크(16) 고정을 위하여 스커트부(2b) 내면에 다수의 스터드 핀(18)이 위치한다.

상기 섀도우 마스크(16)는 그 가장자리가 마스크 프레임(20)에 고정되고, 마스크 프레임(20) 외곽에 고정된 결합 스프링(22)이 스터드 핀(18)에 착탈 가능하게 결합한다. 이로서 섀도우 마스크(16)는 형광막 스크린(10)과 일정한 간격을 두고 마주하도록 스커트부(2b) 내부에 장착된다.

여기서, 상기 형광막 스크린(10)은 화면부(2a) 전체와 스커트부(2b) 일부에 걸쳐 메탈 필름(24)(대표적으로 알루미늄 증착막)을 형성하여 메탈 백(metal back) 효과에 의한 휘도 향상을 도모하며, 메탈 필름(24)의 도전 특성에 의해 스크린 전압을 공급받아 이를 유지한다.

본 실시예에서 스크린 전압 인가 경로는 펀넬(4) 내면에서 제 1애노드 버튼(26)(스크린 전압 인가용)과 연결되는 도전 선로(28)와, 어느 하나의 스터드 핀(18)에 고정되는 절연성 지지체(30)와, 이 지지체(30)에 고정되며 도전 선로(28)와 메탈 필름(24)을 잇는 다수의 금속 도체(32)로 구성된다.

상기 도전 선로(28)는 펀넬(4) 내면에서 스크린 전압을 공급받아 이를 금속도체(32)로 전달하는데, 이는 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이 일단이 제 1애노드 버튼(26)과 접하고 다른 일단이 펀넬(4) 가장자리를 향해 연장된 선로부(28a)와, 선로부(28a)의 일단에서 펀넬(4) 가장자리와 평행하게 연장되며 금속 도체(32)와 접촉하는 접촉부(28b)로 이루어진다.

이러한 구성의 도전 선로(28)는 이후 설명하는 마스크 전압 인가 경로와의 절연을 위하여 상기 접촉부(28b)를 제외하고 절연층(34)으로 덮히며, 상기 절연층(34)은 일례로 400℃ 정도의 고온에서 재결정되고 이후의 냉각 과정에서 응고되는 프리트 글래스로 이루어질 수 있다.

특히 본 실시예에서 상기 도전 선로(28)는 전도성이 우수하고, 500℃ 이상의 용융점을 가지며 두께가 1mm 이하인 일례로 알루미늄과 같은 금속 박막으로 제공되는바, 상기 금속 박막은 수축 및 팽창에 유연하여 고온 및 냉각 과정에서 끊어짐이 발생하지 않으며, 가공성이 우수하여 도전 선로(28)의 제작을 용이하게 하는 장점을 갖는다.

이와 같이 금속 박막으로 이루어지는 도전 선로(28)는 일례로 다음의 방법으로 제작될 수 있다.

먼저, 금속 박막을 T자 모양으로 가공하여 선로부(28a)와 접촉부(28b)를 형성하고, 상기 선로부(28a)의 일단을 제 1애노드 버튼(26)에 접촉시키면서 접촉부(28b) 끝단이 펀넬(4)의 가장자리와 대략 5mm 정도의 간격을 유지하도록 금속 박막을 펀넬(4) 내면에 부착한다. 그리고 접촉부(28b)를 제외하고 제 1애노드 버튼(26)과 선로부(28a) 위에 프리트 글래스를 도포한 다음 건조시키고, 상기펀넬(4)을 대략 450∼500℃ 분위기의 로에서 2∼3시간 가열하여 프리트를 재결정시킨 뒤, 이를 냉각시켜 프리트를 응고시킨다.

여기서, 상기 금속 박막은 금속 도체(32)의 개수와 형상에 따라 다른 형상으로 변형이 가능하며, 금속 박막의 뒷면에 접착제를 미리 도포하여 스티커 형태로 제작하는 경우, 상기 도전 선로(28)를 펀넬(4)에 보다 용이하게 위치시킬 수 있다.

이와 같이 본 실시예는 금속 박막으로 도전 선로(28)를 구성함에 따라, 다음의 장점을 갖는다.

첫째, 금속 박막은 수축과 팽창에 유연하여 450℃ 이상의 고온 과정과 이후의 냉각 과정에서 온도 변화에 의한 끊어짐 없이 지속적인 연결 상태를 유지한다. 따라서 도전 선로(28)의 단절을 방지하여 스크린 전압을 안정적으로 공급할 수 있다.

둘째, 금속 박막은 고온에서 기화 물질을 발생하지 않으므로 프리트의 구멍 뚫림을 억제하여 이로 인한 도전 선로(28)와 마스크 전압 인가 경로간 절연 파괴를 방지한다.

셋째, 금속 박막은 금속 도체(32)와의 접촉에도 막 떨어짐에 의한 부스러기 등을 발생하지 않으므로, 부스러기에 의한 음극선관 내부의 절연 파괴와 섀도우 마스크(16)의 구멍 막힘 등을 유발하지 않는다.

넷째, 금속 박막은 가공성이 우수하여 원하는 모양으로 제작이 용이하고, 단순히 이를 펀넬(4) 내면에 부착하는 것으로 도전 선로(28)를 용이하게 제작할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 마스크 전압 인가 경로는 펀넬(4) 내면에서 제 2애노드 버튼(36)(마스크 전압 인가용)과 접하는 내장 흑연막(38)과, 일단이 마스크 프레임(20)에 고정되고 다른 일단이 내장 흑연막(38)과 접촉하는 컨택트 스프링(40)으로 구성되어 제 2애노드 버튼(36)으로 인가된 마스크 전압을 섀도우 마스크(16)로 공급한다.

여기서, 상기 내장 흑연막(38)은 도 5에 도시한 바와 같이 접촉부(28b)를 포함하는 도전 선로(28)와 절연층(34)을 일부를 제외하고 펀넬(4) 내면 전체에 형성되며, 특히 도전 선로(28)와 절연층(34)의 일부를 둘러싸는 반원 모양의 가장자리로 방전 차단막(42)을 형성한다.

상기 방전 차단막(42)은 내장 흑연막(38)의 가장자리 위에 일정한 폭과 높이로 형성되어 내장 흑연막(38)의 가장자리에서 미세 흑연 입자의 날카로운 끝단이 도전 선로(28)와 마주하는 것을 차단한다. 이러한 방전 차단막(42)은 대략 20mm 이하의 폭으로 형성되며, 일례로 프리트 글래스로 제작될 수 있다.

상기 프리트 글래스는 방출 가스가 적어 벌브 내부의 고진공 확보에 유리하고, 펀넬(4) 글래스와 열팽창율이 비슷하여 고온과 냉각 과정을 반복하는 펀넬 제조 과정에 사용이 적합하며, 원하는 모양으로 형성이 유리하여 상기한 방전 차단막(42)의 재료로 적합하다.

이러한 방전 차단막(42)은 미세 흑연 입자의 날카로운 끝단이 도전 선로와 마주하는 것을 차단하여 마스크 전압과 스크린 전압 차에 의한 내장 흑연막(38)과 도전 선로(28) 사이의 방전을 효과적으로 억제한다.

따라서 본 실시예는 상기한 방전 차단막(42)으로 인하여 도전 선로(28)와 내장 흑연막(38)의 절연 특성을 향상시켜 스크린 전압과 마스크 전압 차이가 대략 8kV 이상인 경우에도 안정적인 절연 상태를 유지할 수 있다. 이러한 결과로 기존 구성의 바이-포텐셜 마스크형 음극선관과 비교하여 스크린 전압과 마스크 전압 차를 높일 수 있으므로, 화면의 휘도를 더욱 향상시키고, 편향 전력을 더욱 감소시키는 장점을 갖는다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명은 스크린 전압 인가 경로의 단절을 방지하여 스크린 전압을 안정적으로 공급하며, 금속 도체와의 접촉에도 도전 선로의 막 떨어짐이나 부스러기 등이 발생하지 않아 음극선관 내부의 절연 파괴와 섀도우 마스크의 구멍 막힘을 방지하고, 도전 선로를 구성하는 금속 박막은 가공성이 우수하여 도전 선로를 보다 용이하게 제작하도록 한다.

또한 본 발명은 내장 흑연막의 가장자리에 위치하는 방전 차단막으로 인하여 도전 선로와 내장 흑연막의 절연 특성을 향상시키며, 이로서 스크린 전압과 마스크 전압 차이를 더욱 높일 수 있어 화면의 휘도 향상과 편향 전력 감소 효과를 증대시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 페이스 패널 내면에 형성되는 형광막 스크린과;

   상기 형광막 스크린과 일정한 간격을 두고 마주하도록 페이스 패널 내부에 장착되는 섀도우 마스크와;

   펀넬에 설치되어 고전압을 인가받는 제 1 및 제 2애노드 버튼과;

   어느 하나의 스터드 핀에 절연 상태로 고정되어 형광막 스크린과 전기적으로 연결되는 다수의 금속 도체와;

   스크린 전압을 인가하는 상기 제 1애노드 버튼과 상기 금속 도체를 연결하는 금속 박막의 도전 선로와;

   금속 도체와의 접촉 부위를 제외하고 상기 도전 선로를 감싸는 절연층; 및

   상기 도전 선로와 절연층의 일부를 노출시키면서 펀넬 내면 대부분에 걸쳐 형성되고 제 2애노드 버튼과 접하는 내장 흑연막을 포함하는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 도전 선로는 일단이 제 1애노드 버튼과 접하고 다른 일단이 펀넬 가장자리를 향해 연장되는 선로부와;

   상기 선로부의 일단에서 펀넬 가장자리와 평행하게 연장되며 금속 도체와 접촉하는 접촉부를 포함하는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 도전 선로는 선로부와 접촉부를 갖는 단일의 금속 박막이 펀넬 내면에 부착된 것으로 이루어지는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 금속 도체는 절연성 지지체에 고정되어 스터드 핀과 절연되는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 절연층이 프리트 글래스로 이루어지는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 내장 흑연막은 도전 선로 및 절연층과 마주하는 자신의 가장자리로 방전 차단막을 형성하여 흑연 입자의 날카로운 단부가 도전 선로와 마주하는 것을 차단하는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 방전 차단막이 프리트 글래스로 이루어지는 바이-포텐셜 마스크형 음극선관.