KR20030010096A - 칼라 음극선관의 외부 자계 차폐구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관의 외부 자계 차폐구조체에 관한 것으로, 외부 자계, 특히 지자계 차폐효과를 증대시켜 색순도를 유지하고 방향 회전 빔 이동량을 감소시키도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 음극선관의 섀도우 마스크가 고정되는 메인프레임과 상기 섀도우 마스크에 장력을 인가하도록 메인프레임에 고정되는 서브프레임으로 구성된 프레임 어셈블리의 후방에 설치되어 음극선관 내부를 외부 자계로부터 차폐하여 주도록 된 것에 있어서, 상기 프레임 어셈블리 후방측에 위치되어 펀넬 내부를 차폐하는 메인바디와, 상기 메인바디의 전단부에 결합되는 사각틀 형태의 빔쉴드 및, 상기 섀도우 마스크 및 프레임 어셈블리를 감싸도록 빔쉴드의 각 가장자리에서 전방쪽으로 연장되게 형성된 프론트부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관의 외부 자계 차폐구조체를 제공하며, 여기서, 상기 프론트부의 재료는 최대투자율이 3000 이상이며, 프론트부의 재료는 보자력이 1.25 Oe 이하이고, 상기 메인바디의 재료 최대투자율을 μ1이라하고, 프론트부의 재료 최대투자율을 μ2라 할 때, 0.5 ≤ μ2/μ1 ≤1.5 를 만족하고, 상기 메인바디의 재료 보자력을 H1이라하고, 프론트부의 재료 보자력을 H2라 할 때, 0.5 ≤ H1/H2 ≤3.0 인 것을 만족하는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 음극선관의 외부 자계 차폐구조체{Structure for shielding external magnetism in color cathode ray tube}

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로, 특히 인장형 마스크를 구비한 칼라 음극선관에서 외부 자계 및 방향 회전시 자계 변화를 최소화함으로써 화면의 색순도 저하를 방지할 수 있도록 한 칼라 음극선관의 외부 자계 차폐구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 음극선관은 텔레비젼 수상기 또는 컴퓨터 모니터와 같은 영상표시 장치에서 화상이 구현되는 주요 구성부로, 음극선관은 첨부된 도면의 도 1에 도시된 것과 같이, 전체적으로 전면에 설치되는 패널(1)과, 상기 패널(1)의 후부에 설치되는 펀넬(2)로 이루어진다.

그리고, 상기 패널(1)과 펀넬(2)에 의해 구획된 내부에는 소정의 발광 역할을 하는 형광면(3)과, 상기 펀넬(2)의 넥크(neck)에 내설되어 상기 형광면(3)을 발광시키기 위한 전자빔(11)을 발사하는 전자총(8)과, 상기 소정의 형광면(3)을 발광시키도록 색을 선별해 주는 섀도우 마스크(4)와, 상기 섀도우 마스크(4)를 지지하는 프레임 어셈블리(5)가 설치된다.

상기 프레임 어셈블리(5)는 섀도우 마스크(4)가 고정되는 메인프레임(5a)과 상기 섀도우 마스크(4)에 장력을 인가하여 주는 서브프레임(5b)으로 이루어지고, 상기 메인프레임(5a)의 측부에는 프레임 어셈블리(5)를 패널(1)에 결합되도록 해주는 스프링(6)이 설치되며, 서브프레임(5b)에는 음극선관이 동작 중 외부 지자기에 영향을 적게 받도록 차폐 역할을 해주는 인너쉴드(7)가 용접되어 고정되어 있다.

그리고, 상기 펀넬(2)의 넥크 부분 외측에는 전자총(미도시)에서 발사된 전자빔(11)을 상하 및 좌우로 편향시켜 주는 편향요크(8)가 설치되어 있으며, 발사된 전자빔(11)이 정확히 소정의 형광체를 타격할 수 있도록 그 진행 궤도를 수정해주는 2,4,6극의 마그네트(9)가 구비되어 색순도 불량을 방지하도록 되어 있다.

또한, 상기와 같은 음극선관은 고진공으로 되어 있기 때문에 외부의 충격에 의해 쉽게 폭축이 일어날 수 있는 바, 이를 방지하기 위하여 패널(1)의 스커트(skirt) 외측면을 따라 보강밴드(10)를 장착함으로써 고진공 상태의 음극선관의 응력을 분산시켜 내충격성을 확보하게 된다.

한편, 음극선관의 전자총(미도시)에서 발사된 전자빔은 외부의 자계에 의해 영향을 받게 되면 도 2와 도 3에 도시된 것과 같이 진행 방향이 변하여 형광면(3)의 원하는 형광체(3a)를 정확하게 타격하지 못하고 블랙메트릭스(3b) 또는 다른 형광체를 타격하는 미스랜딩이 발생하게 된다.

따라서, 전술한 것과 같이 외부의 자계에 의한 영향을 차단하기 위해 인너쉴드(7)가 사용되고 있으며, 이러한 인너쉴드(7)는 도 4a와 도 4b에 도시된 것과 같이, 각뿔 형태의 메인바디(7a)와 이 메인바디(7a)의 전방 끝단부에 결합되는 빔쉴드(7b)로 구성되며, 외부 자계에 의한 영향을 최소화하기 위하여 투자율이 높은 재료를 사용하여 제작된다.

또한, 도 5a와 도 5b에 도시된 것과 같이 상기 인너쉴드(17)는 메인바디(17a)와 빔쉴드(17b)가 일체로 통합되어 형성될 수도 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 인너쉴드(7, 17)에 의한 자계 차폐구조에 있어서 섀도우 마스크(4)는 프레임 어셈블리(5)의 메인프레임(5a)과 상하방향으로 접합되어 일부 자계 차폐기능을 가지고 있으나 서브프레임(5b)과는 결합되어 있지 않으므로 섀도우 마스크(4)와 서브프레임(5b) 간에 넓은 공간이 존재하여 이 부분에서 자계 차폐 기능을 갖지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 인너쉴드 어셈블리의 구조를 개선하고, 인너쉴드 어셈블리의 각 구성부의 재료의 자기적 특성을 최적화함으로써 외부 자계 차폐 효과를 극대화할 수 있도록 한 칼라 음극선관의 외부 자계 차폐구조체를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 종래의 칼라 음극선관의 구조를 나타낸 요부 단면도

도 2는 종래의 칼라 음극선관에서 지자계의 영향에 의한 전자빔 이동 현상을 나타낸 상태도

도 3은 도 4의 A부분의 전자빔 랜딩 위치 변화를 나타낸 도면

도 4a와 도 4b는 각각 종래의 칼라 음극선관의 인너쉴드 어셈블리 구조의 일례를 나타낸 분해도 및 조립도

도 5a와 도 5b는 각각 종래의 칼라 음극선관의 인너쉴드 어셈블리 구조의 다른 예를 나타낸 분해도 및 조립도

도 6a와 도 6b는 각각 본 발명의 칼라 음극선관의 인너쉴드 어셈블리의 구조를 나타낸 분해도 및 조립도

도 7은 본 발명에서 적용되는 재료 투자율과 보자력을 설명하기 위한 자기이력곡선(magnetic hysteresis loop)을 나타낸 그래프

도 8은 본 발명의 인너쉴드 어셈블리의 프론트부의 재료 투자율과 빔이동량 관계를 나타낸 그래프

도 9는 본 발명의 인너쉴드 어셈블리의 프론트부의 재료 보자력과 빔이동량관계를 나타낸 그래프

도 10은 본 발명의 인너쉴드 어셈블리의 메인바디와 프론트부의 재료 투자율 비율과 빔이동량과의 관계를 나타낸 그래프

도 11은 본 발명의 인너쉴드 어셈블리의 메인바디와 프론트부의 재료 보자력 비율과 빔이동량과의 관계를 나타낸 그래프

* 도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명 *

4 - 섀도우 마스크 5 - 프레임 어셈블리

5a - 메인프레임 5b - 서브프레임

70 - 인너쉴드 어셈블리 71 - 메인바디

72 - 빔쉴드 73 - 프론트부

μ1 - 메인바디 재료 최대투자율 μ2 - 프론트부 재료 최대투자율

H1 - 메인바디 재료 보자력 H2 - 프론트부 재료 보자력

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 음극선관의 섀도우 마스크가 고정되는 메인프레임과 상기 섀도우 마스크에 장력을 인가하도록 메인프레임에 고정되는 서브프레임으로 구성된 프레임 어셈블리의 후방에 설치되어 음극선관 내부를 외부 자계로부터 차폐하여 주도록 된 것에 있어서, 상기 프레임 어셈블리 후방측에 위치되어 펀넬 내부를 차폐하는 메인바디와, 상기 메인바디의 전단부에 결합되는 사각틀 형태의 빔쉴드 및, 상기 섀도우 마스크 및 프레임 어셈블리를 감싸도록 빔쉴드의 각 가장자리에서 전방쪽으로 연장되게 형성된 프론트부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관의 외부 자계 차폐구조체를 제공한다.

여기서, 상기 프론트부의 재료는 최대투자율이 3000 이상이며, 프론트부의 재료는 보자력이 1.25 Oe 이하이고, 상기 메인바디의 재료 최대투자율을 μ1이라하고, 프론트부의 재료 최대투자율을 μ2라 할 때, 0.5 ≤ μ2/μ1 ≤1.5 를 만족하고, 상기 메인바디의 재료 보자력을 H1이라하고, 프론트부의 재료 보자력을 H2라 할 때, 0.5 ≤ H1/H2 ≤3.0 인 것을 만족하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 칼라 음극선관의 외부 자계 차폐구조체의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 6a와 도 6b는 본 발명의 칼라 음극선관의 외부 자계 차폐구조체인 인너쉴드 어셈블리를 나타낸 것으로, 인너쉴드 어셈블리(70)는, 음극선관의 섀도우 마스크(4)가 고정되는 메인프레임(5a)과 상기 섀도우 마스크(4)에 장력을 인가하도록 메인프레임(5a)에 고정되는 서브프레임(5b)으로 구성된 프레임 어셈블리(5) 후방에서 펀넬(2; 도 1참조) 내부와 프레임 어셈블리(5) 및 섀도우 마스크(4)를 덮도록 설치되며, 크게 펀넬 내부를 차폐하는 대략 각뿔 형상의 메인바디(71)와, 상기 메인바디(71)의 전단부에 결합되는 사각틀 형태의 빔쉴드(72) 및, 상기 섀도우 마스크(4) 및 프레임 어셈블리(5)를 감싸도록 빔쉴드(72)의 각 가장자리에서 전방쪽으로 연장되게 형성된 프론트부(73)의 세 부분으로 구성된다.

여기서, 상기 인너쉴드 어셈블리(70)의 빔쉴드(72)와 프론트부(73)는 일체로 형성되고, 메인바디(71)는 그의 플랜지부(71a)에 형성된 결합공(71b)과 빔쉴드(72)의 결합공(72a)들이 대응하여 일치된 상태에서 고정핀(75)에 의해 결합된다.

한편, 외부 자계 차폐효과는 인너쉴드 어셈블리(70)의 구조 뿐만 아니라 재료의 두께와 자기적인 특성에 의해서도 영향을 받게 된다.

따라서, 본 발명은 전술한 인너쉴드 어셈블리(70)의 각 부분의 재료의 자기적 특성을 최적화함으로써 그 차폐성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 되어 있는 바, 구체적으로 본 발명의 인너쉴드 어셈블리의 프론트부(73)와 메인바디(71)의 각 재료의 투자율(透磁率)과 보자력(保磁力)을 소정 범위로 규정하도록 되어 있다.

이해를 돕기 위하여, 음극선관의 인너쉴드 어셈블리의 투자율과 보자력에 대해 도 7을 참조하여 간략하게 설명하면, 강자성체에 자화력(H)을 어느 정도까지 증가시키다가 감소시키면 자화력을 증가시킬 때 자속밀도(B)가 증가하는 경로와 자화력을 감소시킬 때 자속밀도가 감소하는 경로가 서로 같지 않으며, 보자력을 감소시킬 때 자속밀도가 지연되는 현상을 자기이력현상(magnetic hysteresis)이라 하고, 이 곡선을 자기이력곡선(magnetic hysteresis loop)이라 한다.

도 7의 자기이력곡선에서 oab곡선을 정상유도곡선(normal induction curve)이라하고, H=0 일 때의 자속밀도를 잔류자속밀도(Br, residual magnetic flux density), B=0 일 때의 음의 자화력 절대값을 보자력(Hc, coercivity)이라 한다.

또한, b점을 최대자속밀도(Bm)라 하고, b점에 해당하는 자화력을 최대자화력(Hm, maximum magnetizing force)이라 한다. cd 곡선을 탈자곡선(demagnetizing curve)이라 하며, 이 곡선상의 한 점에서의 자속밀도와 자화력의 곱을 에너지적(energy product)이라 한다. 그리고, 정상유도곡선 상의 한 점에서 자속밀도와 자화력의 비를 정상투자율(normal permeability), 정상투자율의 최대값을 최대투자율이라고 한다.

한편, 자기차폐란 자력이 흐르지 못하도록 막는 것이 아니고 자력이 흐르기 쉬운 재료벽을 만들어 자력이 이 벽에 집중되도록 함으로써 내부로 유입되는 자장을 감소시킴을 의미하는데, 자력이 흐르기 쉬운 재료는 투자율이 높고 보자력이 작은 재료이다.

외부자계, 특히 지자계의 영향으로 인해 동서남북 방향 회전에 따라서 빔이 이동하는 양은 60㎛ 이하가 되어야 방향회전에 따라 전자빔이 타색을 치는 것을 방지할 수 있으며 색순도를 유지시켜 줄 수 있는데, 도 8과 도 9의 그래프에 도시된 것과 같이 프론트부(73)가 효과적으로 지자계를 차폐하기 위해서는 프론트부(73) 재료의 자기적 특성을 최대투자율이 3000 이상이고, 보자력이 1.25 Oe 이하로 하는것이 바람직하다.

한편, 프론트부(73)와 마찬가지로 메인바디(71)의 재료의 자기적 특성도 최대투자율이 높고 보자력이 작은 재료를 사용하면 뛰어난 차폐효과를 얻을 수 있을 것으로 보이지만, 자력이 투자율이 높은 차폐재료에 집중되기 때문에 프론트부(73)와 메인바디(71)의 재료의 특성 차이가 많이 나면 바람직하지 않다.

따라서, 도 10과 도 11에 도시된 것과 같이, 프론트부(73)와 메인바디(71)의 자기적 특성 관계를 소정 범위 내로 규정해줄 필요가 있다.

즉, 메인바디(71)의 재료 최대투자율을 μ1이라 하고, 프론트부(73)의 재료 최대투자율을 μ2라 할 때, 0.5 ≤ μ2/μ1 ≤1.5 가 되도록 각 재료의 자기적 특성을 조절함과 더불어, 메인바디(71)의 재료 보자력을 H1, 프론트부(73)의 재료 보자력을 H2라 할 때 0.5 ≤ H1/H2 ≤3.0 이 되도록 조절함으로써 최적의 차폐 효과를 얻을 수 있도록 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 인너쉴드 어셈블리가 섀도우 마스크 및 프레임 어셈블리의 전 부분에 걸쳐 감싸게 되므로 자계 차폐 성능이 향상될 수 있으며, 이와 함께 인너쉴드 어셈블리의 각 부분의 재료의 자기적 특성이 최적화됨으로써 자계 차폐 효과가 더욱 향상될 수 있게 되므로, 음극선관의 방향회전 여유도를 증가시키고 색순도를 보존할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 음극선관의 섀도우 마스크가 고정되는 메인프레임과 상기 섀도우 마스크에 장력을 인가하도록 메인프레임에 고정되는 서브프레임으로 구성된 프레임 어셈블리의 후방에 설치되어 음극선관 내부를 외부 자계로부터 차폐하여 주도록 된 것에 있어서,

   상기 프레임 어셈블리 후방측에 위치되어 펀넬 내부를 차폐하는 메인바디와, 상기 메인바디의 전단부에 결합되는 사각틀 형태의 빔쉴드 및, 상기 섀도우 마스크 및 프레임 어셈블리를 감싸도록 빔쉴드의 각 가장자리에서 전방쪽으로 연장되게 형성된 프론트부를 포함하여 구성되며, 상기 프론트부의 재료는 최대투자율이 3000 이상인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관의 외부 자계 차폐구조체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 프론트부의 재료는 보자력이 1.25 Oe 이하인 것을 특징으로 하는 음극선관의 외부 자계 차폐구조체.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 메인바디의 재료 최대투자율을 μ1이라하고, 프론트부의 재료 최대투자율을 μ2라 할 때, 0.5 ≤ μ2/μ1 ≤1.5 인 것을 특징으로 하는 음극선관의 외부 자계 차폐구조체.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 메인바디의 재료 보자력을 H1이라하고,프론트부의 재료 보자력을 H2라 할 때, 0.5 ≤ H1/H2 ≤3.0 인 것을 특징으로 하는 음극선관의 외부 자계 차폐구조체.