KR20040000975A - 음극선관용 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평면형 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평면 패널의 구조를 개선하여 AK재 새도우 마스크를 사용하면서 도밍(Doming)품질을 확보할 수 있는 평면형 칼라 음극선관에 관한 것이다.
본 발명은 외면은 평탄하고 내면이 소정의 곡률을 가지는 패널과 AK재 새도우 마스크가 사용되는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 패널의 중심부 대비 유효면 끝단부의 투과율의 비가 40~60%이고, 패널 내면의 대각곡률반경(Rd)이 1.29R~4.35R인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음극선관은 가격이 절반이상 저렴하며 인바 재질의 새도우 마스크의 도밍품질과 대등한 품질이 확보될 수 있는 AK 재질의 새도우 마스크가 사용될 수 있는 패널이 제공될 수 있는 장점이 있다.

Description

음극선관용 패널{PANEL FOR CRT}
본 발명은 평면형 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평면 패널의 구조를 개선하여 AK재 새도우 마스크를 사용하면서 도밍(Doming)품질을 확보할 수 있는 평면형 칼라 음극선관에 관한 것이다.
도 1은 종래의 칼라 음극선관의 구성을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 칼라 음극선관은 전면유리인 패널(1)과, 상기 패널(1)과 결합되는 후면유리인 펀넬(2)이 결합되고 밀봉되어 그 내부가 진공상태로 유지되며 하나의 진공관을 이룬다.
상기 패널(1)의 내면에는 형광면(13)이 형성되고 상기 형광면(13)에 대향하는 펀넬(2)의 목부분에는 전자총(8)이 설치된다.
상기 형광면(13)과 전자총(8)사이에는 형광면(13)과 소정의 간격으로 색선별 작용을 하는 새도우 마스크(3)가 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 새도우 마스크(3)는 마스크 프레임(4)과 결합되고, 스프링(5)에 탄성 지지되어 스터드 핀(6)으로 상기 패널(1)에 지지된다.
그리고, 상기 마스크 프레임(4)은 외부 자계에 의한 전자빔(11)의 이동을 줄여주기 위해 자성체로 만들어진 인너쉴드(7)와 결합되어 브라운관 후방에서의 지자계의 영향을 줄이고 있다.
한편, 상기 펀넬(2)의 목 부분에는 전자총(8)에서 방출된 전자빔(11)이 한 점에서 수렴되도록 R,G,B 전자빔을 조정하기 위한 컨버젼스 퓨리티 보정용 마그네트(CPM)(10)가 설치되어 있고, 전자빔(11)의 편향을 위한 편향요크(9)가 설치된다.
또한, 내부의 진공 상태에 따른 전면 글라스의 강화를 위하여 보강밴드(12)가 설치된다.
상기한 바와 같이 구성된 칼라 음극선관의 작동을 설명하면, 전자총(8)에서 방출된 전자빔(11)은 편향요크(9)에 의해서 수직 및 수평방향으로 편향되고, 편향된 전자빔(11)은 새도우 마스크(3)의 빔 통과공을 통과하여 전면의 형광면(13)을 타격함으로써 소망하는 소정의 칼라 화상을 디스플레이하게 된다.
여기서, 컨버젼스 퓨리티 보정용 마그네트(10)는 R,G,B 전자빔(11)의 컨버젼스와 퓨리티를 보정해주고, 인너쉴드(7)는 음극선관 후방에서의 지자계의 영향을 차폐하여 준다.
도 2는 종래의 일반적인 패널과 평면패널을 설명하는 도면이다.
도 2의 a를 보면 외면은 평탄하고 내면은 소정의 곡률을 가지는 패널이 있으며, 도 2의 b와 같이 외면, 내면 모두 소정의 곡률을 가지는 패널이 있다.
음극선관에서 화상이 구현되는 패널(1)은 내, 외면이 곡면으로 형성되는 것은 통상적으로 음극선관 내부의 고진공에 대응하고 전자빔의 랜딩이 용이하도록 하기 위한 것으로 당연하게 여겨졌다.
그러나, 상기 패널(1)은 외부광의 입사각을 고려할 때 중앙부에 비해 주변부에서 외광반사가 심하게 일어나며, 주변부에서 구현된 화상이 사용자에게 왜곡되어 보이므로 이를 해소할 수 있는 평면형 패널(1)이 각광받고 있으며, 현재 패널(1)은 도 2의 a와 같이 평면화되고 있는 추세이다.
한국등록특허 0282536호에서도 외면이 평탄하고 내면에 소정 곡률을 가지는 패널에 관해 소개되어 있다.
도 2의 a와 같이 외면은 거의 평탄하고, 내면이 소정 곡률을 가지는 패널(1)과 프레임 마스크가 포함되는 평면형 칼라 음극선관에 있어서, 새도우 마스크의 도밍현상에 따른 화질의 저하를 최소화하기 위하여 인장력을 받는 새도우 마스크가 색선별 수단으로 제공된다.
상기와 같은 패널(1)은 화상의 색선별에 있어서 패널(1) 내면곡률이 평탄해짐에 따라 새도우 마스크의 곡률도 편향에 의해 R,G,B 각 전자빔을 한점에 일치시키는 컨버전스와 화상의 색순도를 결정짓는 랜딩이 용이하게 이루어 지도록 새도우 마스크의 곡률도 패널 내면 곡률과 유사하게 평탄해지고 있다.
이와같이, 새도우 마스크의 내면 곡률이 평탄해짐에 따라 전자빔에 의한 새도우 마스크의 열적 변형인 도밍에 대한 해결방안으로 열팽창율이 상대적으로 적은 인바(Invar) 재질의 새도우 마스크가 사용되었다.
그러나 인바 재질의 새도우 마스크는 고가이어서 전체적으로 생산비 증가를 가져오는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 콘트라스트를 높여 화질의 품위를 높일 수 있도록 중앙 대비 주변부 투과율비가 40~60%이며 열팽창율이 종래의 인바 마스크보다는 커서 도밍 특성은 떨어지나 가격은 절반이하인 AK재질의 마스크를 사용하고, 상기 도밍 특성을 해결하기 위해 마스크의 곡률반경을 작게하므로 패널의 내면 곡률을 1.29R~4.35R로 변경한 음극선관 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 가격이 저렴한 AK 재질의 새도우 마스크를 사용함으로써 가격 경쟁력을 확보하고 생산성을 향상시키는데 목적이 있다.
도 1은 종래의 칼라 음극선관의 구성을 설명하는 도면.
도 2는 종래의 일반적인 패널과 평면 패널을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 음극선관용 패널의 각 부분의 두께와 길이, 곡률을 설명하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 음극선관용 패널의 두께를 설명하는 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 ; 패널 2 ; 펀넬
3 ; 새도우 마스크 4 ; 마스크 프레임
5 ; 스프링 6 ; 스터드 핀
7 ; 인너쉴드 8 ; 전자총
9 ; 편향요크 10 ; 컨버젼스 퓨리티 보정용 마그네트
11 ; 전자빔 12 ; 보강밴드
13 ; 형광면
일반적으로 AK재라 함은 표 1과 같이 Fe를 주요성분으로 하고 나머지 소량의 성분이 첨가된 원재로서 열팽창계수가 8~20×10-6/℃로 인바(Invar)재의 열팽창계수에 비해 열에 의한 변형이 5.3배~13.3배인 재질을 말한다.
표 1을 참조하여 인바재와 AK재를 비교하여 설명하도록 한다.
원재 가격 도밍 에칭성 성형성 주요성분 열팽창계수
Invar재 고가 GOOD BAD BAD Fe:64~60% Ni:35~36% 1.5×10-6/℃이하
AK재 저가 BAD GOOD GOOD Fe:99.7~99.0% 8~20×10-6/℃
표 1에서 보는 바와같이 AK재 새도우 마스크는 인바재 새도우 마스크에 비해 가격과 에칭성, 성형성면에서는 유리하나, 열팽창계수가 크기 때문에 인바재 새도우 마스크에 비하여 도밍현상에 매우 불리하게 되는데, 이런 문제에 대한 해결책으로서 새도우 마스크의 곡률반경을 작게 하는 방법이 있다.
그러나, 새도우 마스크의 곡률은 패널 내면곡률과 밀접한 관계를 가지고 있기 때문에 새도우 마스크의 곡률반경을 무한정 작게 할 수는 없다.
왜냐하면, 새도우 마스크의 곡률반경을 작게 하면 패널의 내면곡률반경도 작게 가져가야 하는데, 이는 패널 중앙부분의 두께에 비하여 주변부분의 두께가 일정 한계 이상으로 되면 패널 주변부의 투과율이 떨어져 패널 주변부의 휘도가 저하되기 때문이다.
표 2는 패널의 크기에 따른 코너/센터 투과율비, 대각곡률반경, Td/Tc, Rd/(USD/2)를 설명하는 표이다.
종횡비 코너/ 센터 투과율비 대각곡률반경 Td/Tc Rd/(USD/2)
15인치 4:3 60% 2.30R 2.10 8.11
15인치 4:3 40% 1.29R 2.30 4.55
21인치 4:3 60% 3.27R 2.05 9.79
21인치 4:3 40% 1.83R 2.45 6.45
25인치 4:3 60% 3.80R 2.04 9.86
25인치 4:3 40% 2.12R 2.42 7.48
29인치 4:3 60% 4.35R 2.09 10.68
29인치 4:3 40% 2.42R 2.50 8.54
28인치 16:9 60% 4.25R 2.04 10.10
28인치 16:9 40% 2.37R 2.45 8.81
32인치 16:9 60% 4.25R 2.07 9.74
32인치 16:9 40% 2.25R 2.50 7.27
1R=1.767×유효면 대각길이.
표 2와 도 3을 참조하여 설명하면, Tc는 패널 중앙부의 두께이고, Td는 패널 대각부의 두께이다.
또한, Rd는 패널 내면의 대각곡률반경이고, USD는 패널의 대각길이를 나타낸다.
표 2를 참조하면, 외면은 평탄하고 내면은 소정의 곡률을 가지는 패널과 AK재 새도우 마스크가 사용되는 평면 브라운관에 있어서, 코너/센터 투과율비가 40%이하이면 주변부의 휘도가 너무 떨어져서 적정 화상을 재현될 수 없으며 패널 주변부의 두께가 너무 두꺼워져 중량으로 인하여 생산성 저하와 가격상승의 문제점이 초래된다.
반면에 코너/센터 투과율비가 60%이상이면 AK재질의 새도우 마스크로 도밍현상에 대응할 수 없는 곡률이 되고, 동시에 새도우 마스크의 강도 약화로 인하여 하울링현상이나 드롭품질이 문제가 된다.
또한, 대각곡률반경이 4.35R 이상일때는 AK재 새도우 마스크가 사용될 수 있는 충분한 곡률이 형성될 수 없어 도밍현상으로 인한 화질의 열위가 발생되며 고진공에 의한 강도 확보를 위해 패널의 중심부의 두께가 두꺼워져 휘도가 낮아진다.
반면에 대각곡률반경이 1.29R 이하일때는 패널의 코너부의 두께가 너무 두꺼워 중량으로 인한 생산성이 문제되고 이에 따른 가격상승등이 초래되며, 음극선관 제조중에 로내 파손이 급증하는 문제점이 발생된다.
따라서, 코너/센터 투과율비가 40~60%이면서 대각곡률반경이 1.29R~4.35R인 것이 바람직하다.
또한, Td/Tc가 2.04이하일때는 AK재 새도우 마스크를 채용하기 위한 충분한 곡률이 형성될 수 없어 도밍현상으로 인한 화질의 열위가 발생되며, 패널과 새도우 마스크의 간격이 너무 커져 랜딩 및 색순도의 저하가 발생된다.
반면에 Td/Tc가 2.50이상일때는 평면브라운관의 화상 왜곡이 심해지고 패널 대각끝단부의 두께가 너무 두꺼워 주변부의 휘도가 저하되는 문제가 발생된다. 이러한 문제점은 중앙부 투과율이 80%이상인 클리어 패널의 사용으로 해결될 수 있으나 화상의 명암을 확실히 나타내기 위해 패널 외표면에 코팅을 하여야 하므로 추가비용이 발생되는 단점이 있다.
따라서, Td/Tc가 2.04~2.50인 것이 바람직하다.
또한, Rd/(USD/2)가 4.55이하일때는 도밍현상으로 인한 화질의 열위에 대한 문제는 해결이 가능하나 대각끝단부의 두께가 너무 두꺼워 패널의 성형성이 떨어지고 화상의 왜곡이 심해지며 중량으로 인한 생산성의 문제와 이에따른 가격상승의 문제점이 발생된다.
반면에 Rd/(USD/2)가 10.68이상일때는 고진공에 의한 강도 확보를 위해 패널의 중심부의 두께가 두꺼워져 휘도가 낮아지는 문제점이 발생된다.
따라서, Rd/(USD/2)가 4.55~10.68인 것이 바람직하다.
또한, 패널 중심부 투과율이 40~75%인 경우에 패널의 대각곡률반경이 4.35R이상일 때는 AK재 새도우 마스크가 사용될 수 있는 충분한 곡률이 형성될 수 없어 도밍현상으로 인한 화질의 열위가 발생되며, 고진공에 의한 강도 확보를 위해 패널의 중심부 두께가 두꺼워져 휘도가 낮아지는 문제점이 있다.
반면에, 대각곡률반경이 1.29R이하인 경우에는 패널의 코너부 두께가 너무 두꺼워 중량으로 인한 생산성의 문제와 이에 따른 가격상승의 문제점과 음극선관 제조시 로내 파손이 급증하는 문제점이 발생된다.
따라서, 패널 중심부 투과율이 40~75%인 경우에 패널의 대각곡률반경이 1.29R~4.35R인 것이 바람직하다.
표 3은 21인치의 실시예를 설명하는 표이다.
특성 AK+3.4R AK+2.8R AK+2.3R AK+1.5R
Local도밍 90㎛ 84㎛ 70㎛ 60㎛
도밍 95㎛ 67㎛ 57㎛ 45㎛
드롭 23G 27G 33G 40G
표 3에서 보는 바와같이, AK재 새도우 마스크를 사용하고 패널 대각곡률반경을 3.4R에서 1.5R로 변경하였을때 Local도밍, 도밍, 드롭 특성의 품질이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
표 4는 패널의 각 방향에 대한 두께의 비율에 대하여 설명하는 표이다.
Tv/Td Th/Td Th/Tc Tv/Tc
15인치 0.47 0.47 1.40 1.40
15인치 0.90 0.90 1.90 1.90
21인치 0.65 0.65 1.82 1.82
21인치 1.00 1.00 2.00 2.00
25인치 0.69 0.69 1.80 1.82
25인치 1.04 1.04 2.00 2.00
29인치 0.77 0.77 2.00 2.00
29인치 1.13 1.13 2.21 2.21
28인치 0.71 0.71 1.70 1.70
28인치 1.06 1.06 1.93 1.93
32인치 0.71 0.71 1.64 1.64
32인치 1.06 1.06 1.86 1.86
표 4와 도 3, 도 4를 참조하여 설명하면, Tv는 수직축 끝단 두께, Th는 수평축 끝단 두께, Td는 패널의 대각부 두께, Tc는 패널의 중앙부 두께라고 할때, Tv/Td가 0.47이하, Th/Td가 0.47이하, Th/Tc가 1.40이하, Tv/Tc가 1.40이하인 경우에는 새도우 마스크의 곡률이 작아져 새도우 마스크의 강도를 양호한 상태로 유지하기가 어렵게 되는 문제점이 있다.
반면에 Tv/Td가 1.13이상, Th/Td가 1.13이상, Th/Tc가 2.21이상, Tv/Tc가 2.21이상인 경우에는 전자빔이 편향될때 주사왜곡현상을 크게하는 문제와 패널의 두께가 너무 두꺼워져 무게로 인한 생상성의 문제와 이에 따른 가격상승이 초래되는 문제점이 있다.
따라서, 0.47≤Tv/Td≤1.13이고, 0.47≤Th/Td≤1.13이고, 1.40≤Th/Tc≤2.21이고, 1.40≤Tv/Tc≤2.21인 것이 바람직하다.
도 4에서 보는 바와같이, 패널센터에서 스커트 실에지부까지의 거리를 OAH라 할때, 패널의 중심부의 두께(CFT) 및 패널센터에서 스커트 실에지부까지의 거리(OAH)를 짧게 가져감으로써 종래의 평면형 칼라 음극선관 패널이 가지고 있던 패널의 무게를 감소시키는 것이 가능하다.
따라서, 패널 생산업체의 생산성 향상 및 유리의 무게가 줄어들어 패널의 단가를 인하할 수 있으며 종래의 평면 브라운관에 비해 상대적으로 길이가 짧아져서 음극선관의 전체 길이를 줄일 수 있다.
또한, 스커트부의 길이가 짧아져서 밴드, 프레임의 절감효과도 더불어 얻을 수 있으며, 로내 열파손에 대해서도 많은 개선효과를 기대할 수 있다.
그러나, OAH/(USD/2)가 0.18이하인 경우에는 광각편향에 따른 소비전력 증가 및 화질열화 등이 발생되는 문제점이 있으며, OAH/(USD/2)가 0.29이상인 경우에는 기존의 평면브라운관에 비해 개선효과가 거의 없다.
따라서, 0.18≤OAH/(USD/2)≤0.29인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 많은 변형이 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 음극선관용 패널은 외면을 평면으로 하여 화상의 왜곡을 최소화하여 이상적인 화상을 재현할 수 있을 뿐만 아니라 내면을 소정의 곡률로 라운딩화 하기 때문에 AK재를 사용한 새도우 마스크의 도밍현상으로 인한 화질의 열위를 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 음극선관용 패널은 가격이 절반이상 저렴하며 인바 재질의 새도우 마스크의 도밍품질과 대등한 품질이 확보될 수 있는 AK 재질의 새도우 마스크가 사용될 수 있는 패널이 제공될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 가격이 저렴한 AK 재질의 새도우 마스크를 사용함으로써 가격 경쟁력이 확보되고 생산성이 향상될 수 있는 장점이 있다.

Claims (16)

  1. 외면은 평탄하고 내면이 소정의 곡률을 가지는 패널과 AK재 새도우 마스크가 사용되는 칼라 음극선관에 있어서,
    상기 패널의 중심부 대비 유효면 끝단부의 투과율의 비가 40~60%이고, 패널 내면의 대각곡률반경(Rd)이 1.29R~4.35R (1R=1.767×유효면 대각길이)인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 패널의 중앙부의 두께(Tc) 대비 대각부 두께(Td)는 2.04≤Td/Tc≤2.50인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널 중심부의 투과율이 40~75%인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널의 대각길이의 절반(USD/2) 대비 패널 내면의 대각곡률반경(Rd)이 4.55≤Rd/(USD/2)≤10.68 인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 패널은 패널의 대각길이의 절반(USD/2) 대비 패널센터에서 스커트 실에지부까지의 거리(OAH)가 0.18≤OAH/(USD/2)≤0.29 인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  6. 외면은 평탄하고 내면이 소정의 곡률을 가지는 패널과 AK재 새도우 마스크가 사용되는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 패널의 중앙부의 두께를 Tc, 대각부 두께를 Td 라 할때,
    상기 패널의 중앙부의 두께(Tc) 대비 대각부 두께(Td)는 2.04≤Td/Tc≤2.50인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 패널의 중앙부의 두께(Tc) 대비 수직축 끝단 두께(Tv)는 1.40≤Tv/Tc≤2.21 인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 패널의 중앙부 두께(Tc) 대비 수평축 끝단 두께(Th)는 1.40≤Th/Tc≤2.21 인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 패널의 대각부 두께(Td) 대비 수직축 끝단 두께(Tv)는 0.47≤Tv/Td≤1.13 인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 패널의 대각부 두께(Td) 대비 수평축 끝단 두께(Th)는 0.47≤Th/Td≤1.13 인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 패널은 패널 중심부의 투과율이 40~75%이고, 패널 내면의 대각곡률반경(Rd)이 1.29R~4.35R (1R=1.767×유효면 대각길이)인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 패널의 중심부 대비 유효면 끝단부의 투과율의 비가 40~60%이고, 패널 내면의 대각곡률반경(Rd)이 1.29R~4.35R (1R=1.767×유효면 대각길이)인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 패널은 패널 내면의 대각곡률반경(Rd)이 1.29R~4.35R (1R=1.767×유효면 대각길이)이고, 패널의 대각길이의 절반(USD/2) 대비 패널 내면의 대각 곡률반경(Rd)이 4.55≤Rd/(USD/2)≤10.68 인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  14. 외면은 평탄하고 내면이 소정의 곡률을 가지는 패널과 AK재 새도우 마스크가 사용되는 칼라 음극선관에 있어서,
    상기 패널은 패널 중심부의 투과율이 40~75%이고, 패널 내면의 대각곡률반경(Rd)이 1.29R~4.35R (1R=1.767×유효면 대각길이)인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 패널은 패널의 대각길이의 절반(USD/2) 대비 패널 내면의 대각 곡률반경(Rd)이 4.55≤Rd/(USD/2)≤10.68 인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
  16. 외면은 평탄하고 내면이 소정의 곡률을 가지는 패널과 AK재 새도우 마스크가 사용되는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 패널 내면의 대각 곡률반경을 Rd, 패널의 대각길이를 USD라 할때,
    상기 패널은 패널 내면의 대각곡률반경(Rd)이 1.29R~4.35R (1R=1.767×유효면 대각길이)이고, 패널의 대각길이의 절반(USD/2) 대비 패널 내면의 대각 곡률반경(Rd)이 4.55≤Rd/(USD/2)≤10.68 인 것을 특징으로 하는 음극선관용 패널.
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