KR20030050876A

KR20030050876A - 평면형 컬러음극선관

Info

Publication number: KR20030050876A
Application number: KR1020010081413A
Authority: KR
Inventors: 정훈; 정주상; 여상욱
Original assignee: 엘지.필립스디스플레이(주)
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-06-25
Also published as: US20030111950A1; KR100481318B1; EP1321961A3; US6972515B2; EP1321961A2

Abstract

본 발명은 외면이 실질적으로 평면이고, 내면은 일정한 곡률을 가지는 장방형의 전면 외관 용기인 패널, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 및 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공을 갖고 있는 새도우마스크를 포함하는 평면형 컬러 음극선관에 있어서, 패널 중앙부의 글라스 투과율은 45%∼75%이고, 패널의 대각방향의 곡률반경(Rp_D)은 3.5R≤ Rp_D≤8.0R(R은 패널의 유효면 대각축 길이에 1.767을 곱한 값)이며, 상기 새도우마스크에서 중앙부의 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_C, 장축방향의 최외각 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_H, 단축방향의 최외각 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_V, 대각축방향의 최외각 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_D,라고 할 때, 다음 식, 1.2 ≤ Ph_H/Ph_C≤ 1.6 및 1.2 ≤ Ph_D/Ph_C≤ 1.6를 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 새도우마스크의 내충격 강도 및 하울링 특성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 새도우마스크의 주변부 투과율 및 스크린 투과율을 높여 주변부의 휘도 밸런스를 개선하고, 스크린 품위를 높일 수 있다.

Description

평면형 컬러음극선관{A Flat Type Color Cathode Ray Tube}

본 발명은 평면형 컬러음극선관, 보다 상세하게는 콘트라스트 특성을 향상시키고 생산공정을 줄일 수 있는 즉, 종래의 코팅공정을 없앨 수 있는 틴트 또는 다크틴트 글라스 패널을 사용하면서도 글라스 투과율차이로 인한 화면의 주변부에서 휘도 밸런스가 나빠지는 문제를 해결할 수 있도록 새도우마스크 수평피치와 투과율 및 스크린 투과율을 최적화하는 것이다.

일반적으로, 컬러 음극선관은 도 1에서와 같이 패널(1)이라고 하는 전면 유리와 펀넬(2)이라고 하는 후면 유리가 결합되어 고진공으로 밀폐되어 있다. 그 내부에는 소정의 발광 역할을 하는 형광체면(4)과 형광면을 발광시키는 전자빔(6)이방출되는 전자총(13)과 상기 전자빔이 소정의 형광체면을 타격할 수 있도록 선별해 주는 새도우마스크(7)와 이를 고정·지지하는 프레임(3)으로 되어 있다.

또, 상기의 프레임 어셈블리를 패널에 결합되도록 해주는 스프링(8)과 이를 지지해 주는 스터드 핀(12)이 있다. 음극선관이 동작중 외부 지자기의 영향을 적게 받도록 해주는 인너쉴더(9)가 프레임에 결합되어 있다.

이러한 고진공으로 밀폐된 음극선관이 대기압과 외부충격에 견딜 수 있도록 하기 위한 패널(1)의 외면에 보강밴드(11)를 장착하고 있으며, 상기 펀넬(2)의 네크부(14)에 내장된 전자총(13)에서 전자빔(6)이 음극선관에 인가된 양극전압에 의해서 패널(1)내면에 형성되어 있는 형광면(4)을 타격하게 되는데 이때 상기 전자빔은 형광면에 도달하기 전 편향요크(5)에 의해서 상, 하, 좌, 우로 편향되어 화면을 이루게 된다. 그리고, 전자빔(6)이 정확히 소정의 형광체를 타격하도록 그 진행 궤도를 수정해 주는 2, 4, 6극의 마그네트(10)가 있어 색순도 불량을 방지해 준다. 또한, 패널(1)외면에는 콘트라스트 특성을 좋게 하기 위해서 특정 염료를 코팅하기도 한다.

상기 새도우마스크(7)는 패널의 내면으로부터 일정한 간격을 유지하면서 돔 형상을 하고 있는데 그 구조를 살펴보면, 도 3에서 보는 바와 같이 크게 중앙부분에서 도트 또는 스트라이프 형태의 구멍(슬롯)(34)이 다수 형성되어 있는 유효면부(31)와, 상기 유효면부(31)를 둘러싸면서 슬롯이 형성되어 있지 않는 주변부(32)와, 상기 주변부의 최외곽 부분에서 상기 주변부와 거의 수직방향으로 절곡되어 있는 마스크 스커트(33)로 구성되어 있다. 마스크 스커트(33)부분은프레임(3)에 용접 고정되어 있다. 또한, 상기 새도우마스크는 그 두께가 약 0.1∼0.3mm정도이다.

상기 새도우마스크의 유효면(31)에는 전자빔이 통과하는 구멍으로서 다수의 슬롯(34)이 소정의 배열로 형성되어 있는데, 수직 및 수평 방향으로 도트나 스트라이프 모양의 구멍(34)이 소정의 피치를 가지면서 복수 열로 배열되어 있다.

상기 전자빔 통과 구멍이 스트라이프형 슬롯일 경우, 형성된 새도우마스크의 유효면부(31)는 도 4에 확대 도시한 바와 같이 상기 슬롯(34)은 수평방향의 폭(Sw)과 수직방향의 높이(Sl)로 이루어진 장방형으로, 수직방향의 슬롯과 슬롯 사이를 브리지(Br)라 하고, 수직방향으로 슬롯과 슬롯사이의 거리는 수직피치(Pv), 수평방향으로의 슬롯과 슬롯 사이의 거리는 수평피치(Ph)라 정의한다.

이 때, 패널의 내면 곡률이 변함에 따라 패널의 내면으로부터 일정한 간격을 유지하고 있는 새도우마스크의 곡률도 함께 따라 변하게 되고, 여기에 다시 새도우마스크의 수평피치가 새도우마스크의 곡률과 상관관계를 가지며 변하게 된다. 이러한 칼러 음극선관은 펀넬의 끝단에 장착된 전자총으로부터 전자빔이 방출되고, 상기 전자빔은 새도우마스크 및 형광체에 도달하기 전에 펀넬의 외부에 장착된 편향요크에 의해 상, 하, 좌, 우로 편향되어진 후, 다수의 통과공을 가지면서 전자빔의 색 선별 기능을 하는 새도우마스크를 통과하여 패널의 내면에 형성된 소정의 형광면을 타격하여 발광시킴으로써 화상을 재현하도록 이루어져 있다.

상기 3개의 전자빔이 편향요크에 의해 일정한 신호에 따라 상, 하, 좌, 우로 편향되어진 후, 새도우마스크의 전자빔 통과공을 통과한 후, 패널의 내면에 형성된검정의 흑연띠 및 적, 녹, 청 3가지의 형광체면을 타격하여 각각 적색, 녹색, 청색을 패널의 내면에서 발광시키기 되고, 상기 발광된 적,녹,청 3가지 빛의 조합으로 만들어진 화면이 소정의 두께를 가지면서 재질이 글라스인 상기 패널을 통과하여 우리 눈에 화상으로 보여지게 되는데, 이 때 새도우마스크의 투과율, 패널 내면의 흑연띠와 형광막의 투과율(이하 '스크린 투과율'이라고 함), 최종적으로는 패널의 글라스 투과율에 의해 휘도(밝기)의 차이가 발생하게 된다.

상기한 과정을 거쳐서 우리의 눈에 보여지는 화면은 그 명암 차이 구분 정도에 따라 화상의 선명도가 결정되어진다. 이러한 화상의 선명도를 나타내는 콘트라스트 특성을 좋게 하기 위해서 패널의 외면에 특정염료를 코팅하는 것이다. 이렇게 코팅을 하고 나서 코팅 전후의 화면을 비교하면 코팅전보다 화면의 어두운 부분을 더욱 어둡게 만들어 주고 밝은 부분을 상대적으로 더 밝게 보이게 함으로써 콘트라스트 특성을 보완하게 된다.

도2a 및 도 2b는 각각 내외면이 모두 곡률을 갖는 패널의 형태와 외면은 거의 곡률을 갖지 않는 평면형 패널의 형태를 나타낸 것이다. 패널 중앙부의 글라스 두께 대비 패널 외곽부의 글라스 두께비율을 웨지율이라고 하는데, 도2b에서 보듯이 패널의 외면이 평면화로 가면서 상기 웨지율은 커지게 되는데, 이것은 패널의 내면은 돔 형태의 소정의 곡률을 가지게 되고, 외면은 거의 평면이 되어, 패널 외곽부의 두께가 두꺼워지면서 중앙부의 글라스 두께 대비 외곽부의 두께 비율인 글라스 웨지율이 커지게 되는 것이다.

또한, 패널의 외면이 평면화로 가면서 패널의 외면은 거의 곡률을 갖지 않는평면 형태이며, 패널의 내면은 곡률을 가짐으로써 패널의 중심에서 멀어질수록 즉 패널의 가장자리로 갈수록 패널의 두께가 두꺼워지고, 패널의 글라스 투과율이 떨어지게 된다. 따라서, 패널은 투과율이 높은 클리어 글라스를 사용하여야 한다. 그럴 경우 휘도(밝기)특성은 좋아지지만, 화면의 명암에 따른 선명도를 나타내는 콘트라스트 특성이 나빠지게 되고 이를 보완하기 위해서 보통 투과율이 60%∼68%인 흑색염료를 패널 외면에 코팅을 하게 된다.

이렇게 코팅을 함으로써 어두운 부분을 더욱 어둡게 만들어 밝은 부분과의 차이를 상대적으로 더 선명하게 해 줌으로써 콘트라스트를 좋게 할 수 있으나, 이러한 패널의 외면에 코팅을 하기 위해서는 비평면형 컬러음극선관의 경우에는 거의 없는 별도의 코팅 공정이 평면형 컬러음극선관 생산공정에 추가되고, 이에 따른 추가비용이 발생하게 되고, 생산공정이 늘어나서 공정관리 어려움 및 생산수율이 떨어지게 되는 문제가 발생하게 된다.

이러한 문제점들을 해결하면서 동시에 콘트라스트 특성을 향상시키기 위해서 틴트 또는 다크틴트 글라스를 사용하는 패널을 채용한 평면형 컬러음극선관이 등장하게 되고, 따라서 종래의 웨지율이 200%이면서 클리어 글라스를 사용하던 대형구 평면형 컬러음극선관에 틴트 또는 다크틴트 글라스 패널을 사용할 경우, 아래의 표 1에서 보는 바와 같이 동일한 글라스의 중앙부 두께 12.5mm와 웨지율 200%을 가지는 패널에 있어서, 클리어 글라스는 투과율이 중앙 80%에 주변 70%이지만, 틴트 글라스의 경우에는 중앙 51%에 주변 27%로 틴트 글라스가 클리어 글라스보다 주변부 투과율이 급격하게 떨어져 중앙 대비 주변의 휘도 밸런스가 상당히 나빠지는 문제가 야기된다.

	중앙부	주변부
클리어 글라스	80%	70%
틴트 글라스	51%	27%
다크틴트 글라스	40%	18%

상기한 바와 같이 전자총에서 방출된 전자빔은 상기 새도우마스크의 전자빔 통과공을 통과하는데 이때의 투과율(새도우마스크의 투과율)이 대략 14∼19%이며, 새도우마스크를 통과한 전자빔이 이번에는 패널의 내면에 도포되어 있는 흑연띠와 형광막을 통과하게 되고 이때의 투과율(스크린 투과율)은 45∼60%이고, 마지막으로 소정의 두께를 가지며 재질이 글라스인 패널을 통과하여 최종적으로 우리 눈에 보여지게 된다.

따라서, 상기한 주변부에서의 투과율이 급격히 줄어들어 휘도 밸런스가 나빠지고, 중앙부 대비 주변부의 밝기 차이가 심해지는 문제를 해결하면서 동시에 패널의 중량 감소 및 글라스 두께 차이로 인한 열공정 내에서의 파손을 줄이기 위한 목적으로, 패널의 중앙부 대비 주변부의 글라스 두께 비율인 웨지율을 종래의 200%에서 약 180%∼190%정도로 줄이는 것을 고려할 수 있다.이와 같이, 주변부의 글라스 두께를 줄임으로써 글라스의 주변부 투과율을 높이는 것이다.

그러나, 상술한 바와 같이 웨지율을 줄임으로써 패널의 내면은 더 평평해지고, 즉, 곡률 반경은 더 커지게 되고, 패널의 내면으로부터 일정한 간격을 유지하면서 돔 형상을 하고 있는 새도우마스크의 곡률도 패널의 내면 곡률 변화와 상관관계를 가지며 변하게 된다. 따라서, 패널 내면의 곡률은 새도우마스크의 구조적 강도, 내충격 강도 및 외부충격에 의한 하울링 특성을 결정하는 주요 요인이기 때문에 패널의 웨지율을 무작정 줄일 수는 없는 것이다.

새도우마스크의 곡률은 새도우마스크의 수평피치가 커지면 곡률반경은 작아지고, 수평피치가 작아지면 곡률반경은 커지는 반비례적인 상관관계를 가진다. 따라서, 패널의 곡률 반경을 크게 하는 것은 새도우마스크의 곡률반경도 어느 정도 크게 해야 하는데 여기서 새도우마스크의 수평피치 구조를 기존과 다른 새로운 구조의 수평피치를 가지게 함으로써 즉 새도우마스크의 곡률이 불리해지는 요인을 최소화 하면서 새도우마스크의 투과율을 높일 수 있어야 한다..

다시 말하면, 상기 표 1에서 보듯이 틴트나 다크틴트 글라스를 사용할 경우, 주변부에서 투과율이 급격히 저하되는데 이를 개선하기 위해 웨지율을 줄이는 데에는 상기한 바와 같이 한계가 있으며, 이러한 글라스의 웨지율 축소만으로는 틴트 글라스의 줄어든 주변부 투과율을 충분히 개선하지 못하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 콘트라스트 특성을 향상시키기 위해 틴트 또는 다크틴트 글라스 패널을 사용하면서도 글라스 웨지율에 따른 투과율차이로 인한 화면의 주변부에서 휘도 밸런스가 나빠지는 문제를 해결할 수 있는 대형 평면형 컬러 음극선관을 제공하는 데에 있다.

도 1 은 일반적인 음극선관의 단면도,

도 2a 는 비평면형 패널의 형상을 나타낸 도,

도 2b 는 평면형 패널의 형상을 나타낸 도,

도 3 은 새도우마스크의 구조를 나타낸 도,

도 4 는 새도우마스크의 전자빔 통과공 구조를 나타낸 도,

도 5 는 패널과 새도우마스크의 장축, 단축, 대각축 방향의 곡률을 나타낸 도,

도 6 은 새도우마스크의 곡률반경과 최대 외부 충격량(한계충격량)을 나타낸 도,

도 7 은 패널의 외면에서 바라본 흑연띠, 형광체막, 및 전자빔 형상을 나타낸 도,

도 8a 는 패널의 내면에 도포되는 흑연띠, 형광체막을 패널외면에서 바라본 형상과 전자빔의 확대도,

도 8b 는 타색여유도의 실제 예를 나타낸 도, 및

도 8c 는 유효면내에서의 중앙부와 주변부를 나타낸 도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 패널2: 펀넬

3: 프레임4: 형광체면

5: 편향요크6: 전자빔

7: 새도우마스크8: 스프링

9: 인너쉴드10: 마그네트

11: 보강밴드12:스터드핀

13: 전자총14: 네크부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1의 기술적 해결수단은, 외면이 실질적으로 평면이고, 내면은 일정한 곡률을 가지는 장방형의 전면 외관 용기인 패널, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공을 갖고 있는 새도우마스크, 상기 새도우마스크를 지지해주는 프레임, 상기 새도우마스크가 장착된 프레임 어셈블리를 상기 패널 내에 결합하도록 해주는 스프링 및 상기 스프링을 패널에 고정·지지해주는 스터드핀을 포함하는 평면형 컬러 음극선관에 있어서, 패널 중앙부의 글라스 투과율은 45%∼75%이고, 패널의 대각방향의 곡률반경(Rp_D)은 3.5R≤ Rp_D≤8.0R(R은 패널의 유효면 대각축 길이에 1.767을 곱한 값)이며, 상기 새도우마스크에서 중앙부의 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_C, 장축방향의 최외각 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_H, 단축방향의 최외각 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_V, 대각축방향의 최외각 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_D,라고 할 때, 다음 식, 1.2 ≤ Ph_H/Ph_C≤ 1.6 및 1.2 ≤ Ph_D/Ph_C≤ 1.6를 만족하는 것이다.

본 발명의 제2의 기술적 해결수단은, 외면이 실질직으로 평면이고, 내면은 일정한 곡률을 가지는 장방형의 전면 외관 용기인 패널, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공을 갖고 있는 새도우마스크, 상기 새도우마스크를 지지해주는 프레임, 상기 새도우마스크가 장착된 프레임 어셈블리를 상기 패널 내에 결합하도록 해주는 스프링 및 상기 스프링을 패널에 고정·지지해주는 스터드핀을 포함하는 평면형 컬러 음극선관에 있어서, 패널 중앙부의 글라스 투과율은 45%∼75%이고, 패널의 대각방향의 곡률반경(Rp_D)은 3.5R≤ Rp_D≤8.0R(R은 패널의 유효면 대각축 길이에 1.767을 곱한 값)이며, 상기 패널의 유효면내에서 주변부의 스크린 투과율을 Ts_D, 중앙부의 스크린 투과율을 Ts_C라고 할 때, 다음 식,0.8 ≤ Ts_D/Ts_C≤ 1.2를 만족하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 평면형 컬러음극선관에 틴트 또는 다크틴트 글라스를 사용하면 주변부에서의 투과율이 급격히 떨어져 중앙 대비 주변의 휘도 밸런스가 나빠지게 된다. 이것은 상기한 바와 같이 전자총에서 방출된 전자빔이 상기 새도우마스크의 전자빔 통과공을 통과하는데 새도우마스크의 투과율이 대략 14∼19%이며, 새도우마스크를 통과한 전자빔이 이번에는 패널의 내면에 도포되어 있는 흑연띠와 형광막을 통과하게 되고 이때의 스크린 투과율은 45∼60%이고, 마지막으로 글라스 재질의 패널을 통과하여 최종적으로 우리 눈에 보여지게 되는데 이때의 글라스 투과율이 표1에서 보는 바와 같이 틴트의 경우 27∼50%이다. 상기의 과정을 거치면서 휘도 밸런스가 나빠지게 되는데, 상기한 세가지의 투과율 모두가 중앙부보다 주변부의 투과율이 낮다. 따라서 이를 보완하기 위해서 종래에는 글라스의 웨지율을 줄이는 방법을 사용하였으나 이는 새도우마스크의 구조적 강도, 내충격 강도 및 외부충격에 의한 하울링 특성 저하를 초래하는 문제점이 있다.

본 발명자는 상기한 새도우마스크의 주변부 투과율을 높이는 구조를 가지면서 새도우마스크의 강도 특성을 유지할 수 있도록 했고, 여기에다 흑연띠와 형광체 스트라이프로 구성된 스크린의 투과율을 주변부에서 높이는 구조를 제시하였다. 물론, 상기한 전자빔이 정해진 형광체막 이외의 다른 형광체막을 타격할 수 있는 타색여유를 감안하여 최적의 새도우마스크의 수평피치 및 형광체 스트라이프 폭을 제시하여야만 한다. 즉, 종래의 클리어 글라스 패널을 사용하는 대형 평면형 컬러 음극선관에서 틴트 또는 다크틴트 글라스 패널을 사용할 때 글라스 투과율차이로 인한 화면의 주변부에서 휘도 밸런스가 급격히 나빠지는 문제를 해결하기 위한 최적의 새도우마스크 수평피치와 투과율 및 스크린 투과율을 제시하는 것이다.

본 발명은 외면이 거의 평면이고 패널 내면의 대각방향의 곡률반경(Rp_D)이 3.5R ≤ Rp_D≤ 8.0R이며, 패널 중앙부의 글라스 투과율이 45%∼75%인 장방형의 패널 및 상기 패널의 내면에 일정 간격을 두고 배열된 많은 수의 전자빔 통과공을 갖는 새도우마스크를 구비하고 있는 평면형 컬러 음극선관에 적용하는 것이다. 특히, 스크린 유효면의 대각길이가 55cm이상인 대형 평면형 컬러음극선관에 적용할 때 바람직하다.

일반적으로, 패널의 내면에 일정한 간격을 유지하면서 돔 형상을 하고 있는 새도우마스크의 곡률은 패널의 내면 곡률에 따라 변하게 되는데, 상기 새도우마스크의 곡률에 의해 새도우마스크의 강도 특성이 영향을 받는데, 아래의 표 2 및 도 6은 각각 새도우마스크의 곡률반경에 따른 한계 충격량 관계를 나타낸 것이다.

곡률반경 Rm_D(R)	한계충격량 (G)
2.21R	19G
2.12R	20G
2.04R	21G
1.97R	22G
1.90R	23G

상기 표2와 도 6의 그래프는 새도우마스크가 대각축 방향으로 상기와 같은 특정 곡률반경을 가질 때 새도우마스크의 하울링 특성과 내충격 강도가 유지되는 최대의 외부 충격량을 나타낸 것으로 G는 충격량의 단위이고, 한계충격량 값이 높을수록 새도우마스크의 강도는 높아야 하고 그러기 위해서는 새도우마스크의 곡률반경은 작아야 한다. 일반적으로 평면형 컬러음극선관에 있어서 요구되는 새도우마스크의 내충격 강도 및 외부충격에 의한 하울링 특성을 모두 만족하는 수준은, 종래의 29평면형 컬러음극선관의 경우를 보면 외부충격량이 약 20∼21G 정도까지는 새도우마스크의 변형이 없고 충격에 의한 화면의 색번짐 현상이 적게 나타나고 있어 결과적으로 한계충격량이 적어도 20G이상은 되어야 한다. 따라서 상기 표 2에 나타낸 실험 데이터에서 보듯이 새도우마스크 대각축 방향의 곡률 반경이 2.12R이하에서는, 한계충격량이 20G 이상이 나온다. 즉, 외부충격 20G이상에서도 새도우마스크의 변형이나 하울링에 의한 화면의 품질적인 특성 변화가 거의 없도록 새도우마스크의 곡률이 확보되어야 한다.

따라서, 새도우마스크의 대각 방향의 곡률 반경(Rm_D)을 2.1R이하로 한다.

또한, 단축 방향의 곡률반경이 장축 방향이나 대각축 방향의 곡률 반경보다 작을수록 구조적으로 더 안정된 특성을 가지므로, 상기 새도우마스크의 장축 방향의 곡률 반경을 Rm_H, 상기 새도우마스크의 단축 방향의 곡률 반경을 Rm_V, 상기 새도우마스크의 대각 방향의 곡률 반경을 Rm_D,라고 할 때, Rm_D ≤2.1R이고, Rm_V≤ Rm_D≤Rm_H을 만족하도록 한다.

평면형 컬러음극선관에 패널 중앙의 글라스 투과율이 45%∼75%인 틴트나 다크틴트 글라스를 사용하기 위해서는 표 1에서 보는 바와 같이 패널의 주변부에서의 투과율이 급격히 떨어지는 것을 보완해야만 한다. 따라서 종래의 클리어 글라스 패널에 사용되는 글라스의 웨지율이 200%정도인데, 이것을 틴트 또는 다크틴트 글라스 패널을 사용하면서 웨지율만 170∼200%로 줄이는 것만으로는 종래 주변부에서의 휘도와 비슷한 수준의 품질을 내기가 어렵다. 따라서 주변부의 투과율을 높이는 데 좀 더 바람직한 방법으로는 주변부에 새도우마스크의 투과율을 높이면서 스크린의 투과율도 높여 주어야 한다.

새도우마스크 투과율은 도 4에서 보는 바와 같이 수평피치(Ph)와 수직피치(Pv)의 곱으로 계산되는 면적에서, 전자빔 통과공인 슬롯(34)의 수평방향 폭(Sw)과 수직방향 높이(Sl)에 의한 통과공의 면적이 차지하는 비율로써 나타내게 된다. 따라서, 주변부에서 새도우마스크의 투과율을 높일 수 있는 방법으로는 크게 두 가지가 있는데, 그 중 한가지가 주변부에서 새도우마스크의 수평피치를 키우면서 새도우마스크의 전자빔 통과공의 면적을 그보다 훨씬 더 키움으로써 새도우마스크의 투과율을 높이는 방법이고, 또 다른 한가지는 주변부에서 새도우마스크의 수평피치를 줄이거나 그대로 두면서 전자빔 통과공의 면적을 키우는 방법이다. 후자의 경우 새도우마스크의 수평피치를 줄이게 되면 새도우마스크의 곡률반경이 커지면서 곡률이 더욱 평평해지므로 강도적인 측면에서 불리해지므로 전자의 방법이 더 바람직하다.

따라서, 본 발명에서는 주변부에서 종래의 평면형 컬러음극선관용 새도우마스크의 수평피치보다 더 큰 수평피치 값을 가지도록 하여 새도우마스크 주변부의 투과율을 향상시킨다. 일반적으로 상기 새도우마스크는 중앙으로부터 대각방향이나 장축방향으로 가면서 전자빔 통과공 수평피치가 커진다. 본 발명에서는 종래의 평면형 컬러 음극선관의 일반적인 새도우마스크의 중앙 대비 주변부의 수평피치 증가율보다 본 발명의 새도우마스크의 중앙 대비 주변부의 수평피치 증가율을 크게 함으로써 새도우마스크의 투과율을 종래의 것보다 높일 수 있다.

좀 더 구체적으로는, 상기 새도우마스크에서 중앙부에 있는 전자빔 통과공의 수평피치를 Ph_C, 장축 방향의 최외각에 있는 전자빔 통과공의 수평피치를 Ph_H, 단축 방향의 최외각에 있는 전자빔 통과공의 수평피치를 Ph_V, 대각축 방향의 최외각에 있는 전자빔 통과공의 수평피치를 Ph_D,라고 할 때, 0.67mm ≤Ph_C≤ 0.8mm, 1.2 ≤ Ph_H/Ph_C/1.6, 1.2 ≤Ph_D/Ph_C/1.6을 만족하도록 한다.

상기 새도우마스크 중앙부의 수평피치(Phc)가 0.670mm이하일 경우, 도 8a 및 도8b에 나타낸 흑연띠, 스트라이프 폭, 타색여유도 등이 줄어들면서 생산수율이 급격히 줄어들게 되는데, 중앙부의 수평피치가 0.670mm인 32" 평면형 컬러음극선관의 경우 25", 29"에 비해 생산 수율이 7∼10%정도 낮아지는 문제가 발생하게 된다.

아래의 표 3은 관종에 따른 새도우마스크의 중앙부 수평피치(Phc)와 대각축방향 최외각의 수평피치(Ph_D)를 나타낸 것이다.

	PHc	Ph_D	Ph_D/Phc
25"	0.78㎜	1.032㎜	1.32
28"	0.74㎜	0.999㎜	1.35
29"	0.75㎜	0.970㎜	1.29
32"	0.67㎜	0.898㎜	1.30

상기 표 3에서 보는 바와 같이 종래의 중앙부 대비 대각축 방향이나 장축 방향의 수평피치 비율이 약1.3정도인데, 중앙부의 수평피치가 0.67mm ≤ Ph_C≤ 0.8mm이면서 주변부 수평피치 비율인 Ph_H/Ph_C와 Ph_D/Ph_C가 1.6이상이 되면 주변부 수평피치가 현재보다 커지게 되고 그로 인해 화면의 해상도가 종래의 것보다 급격히 떨어지게 되므로 Ph_H/Ph_C와 Ph_D/Ph_C의 값은 1.6이하를 가져야 한다.

새도우마스크의 곡률은 새도우마스크의 수평피치가 커지면 곡률반경은 작아지고, 수평피치가 작아지면 곡률반경은 커지는 반비례적인 상관관계를 가지는데, 중앙부 대비 주변부의 수평피치, Ph_H/Ph_C와 Ph_D/Ph_C가 1.2이하 일 경우, 주변부의 수평피치가 작아지게 되고 이때 새도우마스크의 곡률반경은 더 크지게 되는데 본 발명의 새도우마스크의 곡률반경인 2.1R이상이 되어 새도우마스크의 강도특성을 확보할 수가 없게 된다. 따라서 주변부의 새도우마스크의 수평피치는 1.2이상이 되어야 한다.

상술한 바와 같이 새도우마스크의 투과율을 높이기 위해 주변부에서 새도우마스크의 수평피치를 종래 보다 늘이면서 새도우마스크의 전자빔 통과공의 면적을키워줘야 한다. 본 발명에서는 상기한 수평피치(Ph)와 수직피치(Pv)의 곱으로 계산되는 면적에서, 전자빔 통과공인 슬롯(34)의 수평방향 폭(Sw)과 수직방향 높이(Sl)에 의한 통과공의 면적이 차지하는 비율로 나타내는 새도우마스크 투과율을 Tm이라고 하고, 새도우마스크에서 중앙부의 투과율을 Tm_C,주변부의 투과율을 Tm_D라고 할 때 주변부의 투과율(Tm_D)이 10∼20%를 만족하고, 중앙 대비 주변부의 투과율 비인 Tm_D/Tmc 가 0.85 ≤ Tm_D/Tmc ≤ 0.90을 만족하도록 한다.

상기한 새도우마스크의 수직피치 및 수평피치의 크기에 비해 전자빔 통과공의 면적이 너무 크게 되면, 전자빔의 크기가 너무 커지는데, 즉 도 8a 및 8b에서 보면 전자빔 통과공을 통과한 전자빔의 크기가 너무 커서 패널의 내면에 도포된 적, 녹, 청 형광막 중에 정해진 형광막을 넘어 다른 형광막을 타격하게 된다. 이때, 적, 녹, 청 세개의 전자빔이 정해진 적, 녹, 청 형광막외에 다른 형광막을 타격할 때까지의 여유를 타색여유도라고 하고, 이러한 타색여유도를 감안하여 전자빔 통과공의 면적을 조정하여 투과율을 결정하는 것이 바람직하다.

아래의 표 4는 관종별 새도우마스크의 중앙부 및 주변부 투과율을 나타내는 것이다.

	중심부	주변부
25"	18.9%	15.7%
28"	17.1%	14.2%
29"	17.6%	15.2%
32"	18.1%	14.7%

표4에서 보는 바와 같이 일반적으로 종래의 평면형 컬러음극선관의 경우 15%내외를 사용하고 있고, 20.0%를 넘을 경우에 상기 새도우마스크에서 전자빔 통과공의 크기가 커지게 되고, 상기 전자빔 통과공을 통과한 전자빔의 크기가 너무 커서 타색여유도가 부족하게 되고 이것으로 인해 평면형 컬러음극선관 생산 중에 색순도가 떨어지는 불량이 다수 발생하게 된다. 따라서 새도우마스크의 투과율을 20.0% 이하로 하는 것이 바람직하다.

새도우마스크의 중앙 대비 주변부의 투과율 비인 Tm_D/Tmc의 경우는 종래의 0.81∼0.86보다 큰 0.85∼0.90로 하여 새도우마스크 주변부의 투과율을 좀 더 높여주는 것이 바람직하다.

이렇게 전자총에서 방출된 전자빔이 새도우마스크를 통과하는 비율이 10∼20%이고, 새도우마스크를 통과한 약 10∼20%의 전자빔이 이번에는 상기한 패널 내면의 흑연띠와 형광막을 통과하게 된다. 도 7과 도8a에서 나타낸 바와 같이 새도우마스크를 통과한 상기 전자빔은 일부는 흑연띠(61)에 가려서 패널을 통과하지 못하게 되고 또 일부는 패널 내면에 도포되어 있는 형광막(61)을 타격하여 형광물질을 발광시켜서 빛의 형태로 패널을 통과하게 되는데 이 때의 흑연띠 사이를 통과하는 빛의 투과율을 스크린 투과율(Ts)이라고 하며 상기 스크린 투과율이 휘도 밸런스에 민감하게 영향을 미치는 것 중에 하나이다.

상기 패널의 스크린 유효면을 패널 외면에서 보았을 때 검은 부분으로 된 세로 줄의 흑연띠와 상기 흑연띠 사이에서 적색이나 청색 아니면 녹색 형광체만으로 도포되어 있는 부분인 스트라이프로 이루어진 스크린의 유효면에서 흑연띠와 스트라이프폭의 합에서 스트라이프폭이 차지하는 비율이 스크린 투과율(Ts)이라 할 때, 본 발명에서는 주변부에서 상기 스크린 투과율(Ts_D)을 최소한 50%이상으로 하여 휘도 밸런스 문제를 개선한다. 상기 스크린 투과율이 클수록 좋지만 60%를 넘어서면 스트라이프 폭이 너무 커지게 되고, 반면에 흑연띠의 폭은 상대적으로 스트라이프 폭이 커진 만큼 줄어들게 되어, 도 8a 및 8b에서 보는 바와 같이 흑연띠에 가려진 전자빔이 다른 형광체막에 노출될 가능성 그 만큼 커지게 되어 상기 타색여유가 부족하게 되므로 투과율 범위를 50∼60%로 하는 것이 바람직하다.

패널 중앙부와 주변부를 제 8c 도에서와 같이 설정할 때 중앙부의 스크린 투과율(Ts_C) 대비 주변부의 스크린 투과율(Ts_D)의 비율인 Ts_D/Ts_C가 0.80∼1.20으로 중앙투과율이 종래 80%를 사용하던 것보다 주변부의 투과율을 높이는 것이 바람직하다.

아래의 표 5는 관종별 스크린 중앙부 스트라이프 폭(BMc)과 주변부 스트라이프 폭(BM_D)을 나타낸 것이다.

	BMc	BM_D	BM_D/BMc
25"	0.180㎜	0.190㎜	1.06
28"	0.170㎜	0.190㎜	1.12
29"	0.180㎜	0.187㎜	1.04

패널의 내면에 도포되는 흑연띠와 흑연띠 사이에 있으면서 형광체만 도포되어 있는 것을 스트라이프라고 할 때, 본 발명에서는 패널의 중앙부의 스트라이프 폭(BM_C)과 주변부의 스트라이프 폭(BM_D)의 비율인 BM_D/BM_C의 범위를 종래의1.00∼1.12 정도였던 것에 비해 1.12∼1.50으로 설정하여, 중앙부보다 주변부에서 형광체를 더 많이 발광할 수 있도록 스트라이프폭을 훨씬 더 크게 한다.

이하, 본 발명의 동작에 대해 29" 평면형 음극선관을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

29" 평면형 음극선관에서 사용하는 패널은 스크린 유효면의 대각길이가 약 68cm이고, 패널 외면 곡률 반경이 50,000R 이상으로 실질적으로는 평면이고 패널의 내면은 일정 곡률을 갖는다. 이때, 패널 중앙부의 글라스 두께 대비 외곽부의 두께 비율인 웨지율이 183%이며, 패널 중앙부의 투과율이 58%인 틴트 글라스를 사용하며, 패널의 내면에 일정한 간격을 유지하면서 돔 형상의 곡률을 가지고 있으며 그 유효면내에는 다수의 전자빔 통과공이 있는 새도우마스크가 장착되어 있다. 상기 평면형 컬러음극선관의 새도우마스크의 장축 방향의 곡률 반경(Rm_H)을 2.3R, 단축 방향의 곡률 반경을(Rm_V)을 2.0R, 대각축 방향의 곡률 반경(Rm_D)을 2.05R로 하여, 표1에서 상술한 한계충격량 20G이상을 확보하여 새도우마스크의 강도 특성 및 하울링 특성을 만족할 수 있게 한다. 즉, 새도우마스크의 장축, 단축, 대각축 방향의 곡률 반경이 아래의 식을 만족하도록 한다.

Rm_D ≤2.1R …(1)

Rm_V≤ Rm_D≤ Rm_H…(2)

상기한 최소한의 새도우마스크의 곡률을 가지면서 상기 새도우마스크의 수평피치는 중앙부의 전자빔 통과공의 수평피치(Ph_C)를 0.720mm, 장축 방향의 최외각 전자빔 통과공의 수평피치(Ph_H)를 1.020mm, 단축 방향의 최외각 전자빔 통과공의 수평피치(Ph_V)를 0.710mm, 대각축 방향의 최외각 전자빔 통과공의 수평피치(Ph_D)를 1.050mm를 가짐으로써 아래의 식을 만족하도록 하였다.

0.67mm ≤ Ph_C≤ 0.8mm …(3)

1.2≤ Ph_H/Ph_C≤ 1.5 …(4)

1.2≤ Ph_D/Ph_C≤ 1.5 …(5)

상기 새도우마스크의 투과율은 중앙에서 18.5%, 주변에서 16.0%를 가진다. 또한, 패널의 내면에 도포되는 검은 부분인 흑연띠와 적,녹,청색의 형광체 스트라이프 폭을 중앙에서 흑연띠를 103㎛, 상기 형광체 스트라이프 폭을 150㎛로 하고 주변부에서는 흑연띠를 185㎛, 형광체 스트라이프 폭을 210㎛로 함으로써 상기 형광체 스트라이프의 폭이 중앙 대비 주변의 비율인 BM_D/BM_C가 약 1.40으로 상기 1.12∼1.50 범위 내에 있고, 주변부에서의 스크린 투과율(Ts_D)이 약 53%로, 중앙부에서의 스크린 투과율(Ts_C)이 약 59%이다, 이 때의 중앙 대비 주변의 스크린 투과율 비율(Ts_D/Ts_C)은 0.90이다.

상기 새도우마스크의 전자빔 통과공을 통과한 후 패널 내면에 타격되는 전자빔의 크기는, 일반적으로 전자빔 통과공의 수평방향 폭(Sw)에 1.8배 정도 되는데,상기 새도우마스크의 주변부에서의 투과율이 16.0%를 가질 때 상기 전자빔 통과공의 수평방향 폭(Sw)은 약 219㎛ 정도이고, 상기 16.0%의 투과율을 가지면서 수평방향 폭(Sw)이 219㎛인 전자빔 통과공을 통과한 전자빔이 패널의 내면에 타격될 때는 상기 전자빔의 크기가 대략 395㎛정도이다.

본 발명에서 주변부에서 스크린 투과율(Ts_D)이 60%정도가 되면 도 8b에서 보는 바와 같이 주변부의 흑연띠가 약 160㎛정도 되고, 스트라이프 폭이 235㎛정도 된다. 이 때의 타색여유는 80㎛가 되고 통상 80㎛이하일 경우는 상기한 바 있는 32"의 경우와 비슷하게 타색여유가 부족하게 되어 생산 중에 색순도 번짐 등의 문제가 발생할 소지가 높고 생산수율이 떨어지는 문제가 발생한다.

아래의 표 6은 관종에 따른 패널의 주변부 투과율(Ts_D)과 중앙부 투과율(Tsc)의 비를 나타낸 것이다.

	Ts_D/Tsc	Ts_D	Tsc
25"	0.73	47%	64%
28"	0.75	49%	65%
29"	0.75	51%	68%
32"	0.78	47%	60%

종래의 스크린 투과율을 보면 주변부에서 스크린 투과율(Ts_D)은 대부분 50%이하이고, 패널의 중앙부의 스트라이프 폭(BM_C)과 주변부의 스트라이프 폭(BM_D)의 비율인 BM_D/BM_C의 경우는 대부분이 1.10이하이다.

따라서, 상기 주변부에서 스크린 투과율(Ts_D)은 50%∼60%로 하고, 패널의 중앙부의 스트라이프 폭(BM_C)과 주변부의 스트라이프 폭(BM_D)의 비율인 BM_D/BM_C는 1.12 ≤ BM_D/BM_C≤ 1.50 을 만족하는 것이어야 한다.

아래의 표 7은 종래 29"평면형 컬러음극선관에 틴트 글라스를 채용할 경우와 본 발명을 적용한 제품에 대한 새도우마스크 중앙부 수평피치(Phc)와 대각축 최외각 수평피치(Ph_D)의 비, 새도우마스크 주변부 투과율(Tm_D), 스크린 중앙부의 스트라이프 폭(BMc)과 주변부의 스트라이프 폭(BM_D)의 비, 스크린 주변부 투과율(Ts_D) 및 휘도 밸런스(B/U)를 비교한 것이다.

	종래	본 발명
Ph_D/Phc	1.32	1.46
Tm_D	15.7%	16.0%
BM_D/BMc	1.06	1.40
Ts_D	46%	53%
B/U	45%	52%

전자총에서 방출된 전자빔은 새도우마스크의 전자빔 통과공을 통과하고, 흑연띠와 형광막으로 구성된 스크린한 후 최종적으로 틴트 글라스 패널을 통과한 후 우리 눈에 보여지게 된다. 이 때, 중앙부의 휘도(밝기) 대비 주변부의 휘도(밝기)를 비율로 나타내는 휘도 밸런스를 B/U라고 하는데 상기 B/U값이 클수록 휘도 밸런스가 좋다.

따라서, 표7에서 보는 바와 같이 새도우마스크의 수평피치 비율인 Ph_D/Ph_C을 종래보다 크게 가져가면서 주변부에서 새도우마스크 투과율(Tm_D)을 높이고 스크린의 투과율을 높임으로써 상기 휘도 밸런스(B/U)가 종래의 평면형 컬러음극선관보다 본 발명품이 7%정도 좋게 나타남을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 새도우마스크의 내충격 강도 및 하울링 특성을 유지하기 위한 새도우마스크 곡률을 가지면서, 주변부의 새도우마스크의 투과율 및 스크린 투과율을 높이는 새도우마스크 구조를 개선함으로써, 종래의 평면형 컬러음극선관에 콘트라스트 특성을 향상시키고, 생산공정을 줄일 수 틴트 또는 다크틴드와 같은 고품위 패널을 사용하는데 있어서 문제점인 주변부의 휘도 밸런스를 개선하고, 스크린 품위를 높일 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

외면이 실질적으로 평면이고, 내면은 곡률을 가지는 장방형의 패널, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공을 갖고 있는 새도우마스크, 상기 새도우마스크를 지지해주는 프레임을 포함하는 평면형 컬러 음극선관에 있어서,

패널 중앙부의 글라스 투과율은 45%∼75%이고, 패널의 대각방향의 곡률반경(Rp_D)은 3.5R≤ Rp_D≤8.0R(R은 패널의 유효면 대각축 길이에 1.767을 곱한 값)이며,

상기 새도우마스크에서 중앙부의 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_C, 장축방향의 최외각 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_H, 단축방향의 최외각 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_V, 대각축방향의 최외각 전자빔 통과공 수평피치를 Ph_D,라고 할 때, 하기의 식(1)(2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.

1.2 ≤ Ph_H/Ph_C≤ 1.6 …(1)

1.2 ≤ Ph_D/Ph_C≤ 1.6 …(2)
제1항에 있어서,

상기 패널의 스크린 유효면의 대각길이가 55cm이상인 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.
제1항에 있어서,

상기 새도우마스크에서 중앙부의 전자빔 통과공 수평피치(Ph_C)가 하기의 식(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.

0.67mm ≤ Ph_C≤ 0.8mm …(3)
제1항에 있어서,

상기 새도우마스크에서 단축방향의 수평피치(Ph_V)와 중앙부의 전자빔 통과공 수평피치(Ph_C)의 비율이 하기의 식(4)을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.

0.9 ≤ Ph_V/Ph_C≤ 1.1 …(4)
제1항에 있어서

상기 새도우마스크에서 중앙부의 투과율을 Tm_C,주변부의 투과율을 Tm_D라고 할 때, 상기 새도우마스크의 투과율이 하기의 식(5)을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.

0.85 ≤ Tm_D/Tmc ≤ 0.9 …(5)
제5항에 있어서

상기 주변부의 투과율(Tm_D)이 하기의 식(6)을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.

10% ≤ Tm_D≤ 20% …(6)
제1항에 있어서,

상기 새도우마스크의 장축 방향의 곡률 반경을 Rm_H, 상기 새도우마스크의 단축 방향의 곡률 반경을 Rm_V, 상기 새도우마스크의 대각 방향의 곡률 반경을 Rm_D,라고 할 때, 하기의 식(7)(8)을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러음극선관.

Rm_D ≤2.1R …(7)

Rm_V≤ Rm_D≤ Rm_H…(8)
제1항에 있어서,

상기 패널의 유효면내에서 주변부의 스크린 투과율을 Ts_D, 중앙부의 스크린 투과율을 Ts_C라고 할 때, 하기의 식(9)을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.

0.80 ≤ Ts_D/ Ts_C≤ 1.20 …(9)
외면이 실질직으로 평면이고, 내면은 곡률을 가지는 장방형의 패널, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공을 갖고 있는 새도우마스크, 상기 새도우마스크를 지지해주는 프레임을 포함하는 평면형 컬러 음극선관에 있어서,

패널 중앙부의 글라스 투과율은 45%∼75%이고, 패널의 대각방향의 곡률반경(Rp_D)은 3.5R≤ Rp_D≤8.0R(R은 패널의 유효면 대각축 길이에 1.767을 곱한 값)이며,

상기 패널의 유효면내에서 주변부의 스크린 투과율을 Ts_D, 중앙부의 스크린 투과율을 Ts_C라고 할 때, 하기의 식(10)을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.

0.8 ≤ Ts_D/Ts_C≤ 1.2 …(10)
제1항 또는 제9항에 있어서,

상기 패널 주변부의 스크린 투과율(Ts_D)이 하기의 식(11)을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.

50% ≤ Ts_D≤ 60% …(11)
제1항 또는 제9항에 있어서,

상기 패널의 유효면내에서 주변부의 스트라이프 폭을 BM_D, 중앙부의 스트라이프 폭을 BM_C라고 할 때, 하기의 식(12)을 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.

1.12 ≤ BM_D/BM_C≤ 1.5 …(12)
제9항에 있어서,

상기 패널의 스크린 유효면의 대각 길이가 55㎝ 이상인 것을 특징으로 하는 평면형 컬러 음극선관.