KR20050023627A - 스템을 포함하는 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 봉지된 튜브 내부를 일정 수준의 진공상태로 만들기 위한 배기관, 네크에 융착되며 배기관과 연결되는 플레어 및 플레어에 삽입되며 전류를 인가하기 위한 스템핀을 포함하는 스템에 있어서, 상기 스템은 플레어 상단면의 스템핀 삽입면이 배기관 내측면으로부터 이어지며 곡면을 이루는 곡면부 및 곡면부의 끝단에서 플레어의 끝단까지 형성되는 평면부를 포함한다.

이와 같은 본 발명은 스템의 스템핀이 융착되는 플레어 부분에 곡면부와 평면부를 구비함으로써 전자총 제조공정 및 벌브 제조공정에서 스템에 가해지는 외부충격에 좀 더 강한 구조를 제공할 뿐만 아니라 크랙 발생을 억제하여 음극선관의 신뢰성을 향상시킨다.

Description

스템을 포함하는 음극선관{Cathode Ray Tube Including Stem}

본 발명은 전자총을 포함하는 음극선관에 에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 스템이 구비된 전자총을 포함하는 음극선관에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 음극선관의 간략한 구조도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 음극선관은 형광체(105)가 내면에 도포된 패널(100)과 펀넬(110)이 프릿 글라스에 의하여 결합되고, 전자총(120)에 포함된 전극들은 음극(미도시)에서 방출된 열전자를 집속 및 발산하여 전자빔(125)을 형성한다. 이 후, 펀넬(110)의 네크부(115)를 감싸는 편향요크(130)는 전자빔(125)을 상하좌우로 편향시켜 화면상에 라스터를 그리게 함으로써 화상이 재현된다.

이러한 음극선관의 전자총(120)은 음극으로부터 방출되는 열전자를 집속 또는 발산시키기 위하여 전류를 공급받게 되는데, 이러한 전류를 공급 받기 위하여 넥크(115)에 융착되는 스템의 스템핀을 통해 외부로부터 전류를 공급 받는다.

도 2는 네크(115)에 봉착하기 전의 일반적인 스템(121)의 상태를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스템(121)의 플레어(122) 주변부는 토오치(torch)등으로 가열되어 융착된다. 이 때, 도 2의 도면번호 123은 전류가 인가되는 스템핀이다.

도 3은 일반적인 스템의 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스템핀(123)은 전자총(120)의 전극 및 커넥터와 용접되어 전류를 공급하는 이너리드(inner lead)(123-in)와 글라스와 융착되어 진공을 유지시키는 듀멧(123-D) 그리고 외부와 연결되어 전류를 공급하는 아우터리드(outer lead)(123-out)로 구성된다.

스템(121)의 글라스 부분은 네크(115)와 융착되는 원반형의 플레어(122)와 스템핀(123)을 둘러싸 지지하고 있는 돌기 형태의 이브(124), 그리고 펌프를 통해 패널(100)과 펀넬(110)이 융착된 튜브 내의 공기를 밖으로 빼어내기 위한 배기관(126)으로 구성된다.

도 4는 일반적인 스템 배기관의 강도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

배기관(126)의 강도 측정은 배기관(126)이 배기펌프에 삽입될 경우와 같이 배기관(126)에 외부충격이 가해질 때, 플레어(122) 및 배기관(126)에 크랙(crack)이 발생하는 강도를 측정하기 위한 것이다.

이와 같은 배기관(126)의 강도측정실험의 결과 약 90% 이상에서 배기관(126)의 파손보다 플레어(122)의 파손이 먼저 발생한다.

플레어 두께	2.3mm	2.6mm
배기관 강도(평균)	6.8kg	7.9kg
표준편차	0.75kg	0.85kg
최대값	7.5kg	9.0kg
최소값	6.0kg	7.0kg

이와 같은 사실은 표 1에 나타난 배기관 강도 실험에서 알 수 있는데 플레어(122) 두께에 따른 배기관(126) 강도를 측정해 본 결과 플레어의 두께가 두꺼울수록 배기관 강도가 증가하는 것을 알 수 있다.

그런데, 배기관(126)에 가해지는 외부충격은 플레어에 집중되는데, 그 이유는 플레어(122)가 네크(115)에 융착되어 고정되기 때문에 배기관에 가해지는 힘은 네크(115)에 융착된 플레어(122)에 집중된다. 따라서, 플레어(122)는 크랙에 취약하며 특히 응력이 높고 두께가 얇을수록 크랙 발생율이 높다.

이와 같이 플레어(122)에 발생하는 크랙을 막기 위하여 플레어(122)의 외곽부, 즉 네크(115)에 융착되는 부위를 두껍게 할 경우, 융착을 위해 열량이 많이 소모되며 융착면 형상이 매끄럽게 형성이 되지 않고 융착 위치가 상승하기 때문에 이 주변에 설치된 커넥터의 위치 조정이 필요하다.

이와 같이 크랙이 배기 공정 이후 배기관(126)을 막은 상태에서 발생될 경우 벌브 전체를 쓸 수 없게 되므로 손실비용이 매우 크다.

크랙은 플레어(122)뿐만 아니라 이브(124)에서도 많이 발생한다.

도 3에 도시된 스템핀(123)을 구성하는 이너리드(123-in), 아우터리드(123-out) 및 듀멧(123-D)의 용접부는 기계적인 강도가 스템핀(123)의 다른 부위에 비해 취약하기 때문에 플레어(122) 상단에 이브(124)를 형성하여 상기 용접부가 글라스에 충분히 매입되도록 한다.

이 때, 이브(124)는 스템핀(123)을 지지하는 역할을 하므로 이너리드(123-in)를 전자총(120)에 용접하여 연결시킬 때 발생하는 충격이나 다른 공정 중에 이너리드(123-in)에 발생되는 충격을 1차적으로 받기 때문에 크랙에 취약하다

이브(124)에 형성되는 크랙을 방지하기 위하여 이브(124)의 외경을 크게 하면, 이브(124)와 이브(124) 사이 또는 이브(124)와 네크(115) 사이에 V 홈이 발생된다.

이와 같이 이브(124)와 이브(124) 사이 또는 이브(124)와 네크(115) 사이에 V 홈이 생길 경우 이 V 홈에 응력이 집중되어 크랙이 생기기 쉽다. 이와 반대로 이브(124) 외경을 작게 하였을 경우에는 상기 언급한 이너리드(123-in)로의 충격에 의해 이브(124)에 크랙이 발생하게 된다.

이와 같은 이브(124)에 생기는 크랙을 막기 위하여 이브를 없애는 스템 구조가 제안되었다.

도 5는 이브(124)를 없애는 대신 플레어(122)의 두께를 두껍게 하는 종래의 스템 구조를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이브(124)를 없애고 플레어(122)의 상단면을 평탄하게 하는 대신 플레어의 두께를 두껍게 하면, 스템핀(123)의 삽입면적은 커지나 네크와 융착되는 융착면이 상승하므로 이 부근에 설치되는 커넥터의 위치를 다시 재조정해야 하는 문제가 발생한다.

도 6은 이브만을 없애는 종래의 스템 구조를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이 이브(124)만을 없애고 플레어(122)의 상단면을 평탄하게 하면, 이브(124)에 발생하는 크랙 문제가 해결되나 이너리드(123-in)를 감싸는 글라스 부분이 상대적으로 작아짐으로 스템핀(123)의 지지강도가 약해지고 글라스와 스템핀의 접합력이 낮아져 스템핀(123)에 충격이 가해지면 쉽게 스템핀(123)이 빠질 위험이 있다.

상기와 같이 종래 기술로 제작된 스템(121)은 전자총 제조공정 및 봉지공정에서 외부충격에 의한 크랙 발생 가능성을 안고 있으나 이같은 크랙을 예방하기 위한 방법은 부품단계에서 글라스의 표면을 육안으로 검사하는 방법이 있으나, 크랙이 미세할 경우 육안으로 100% 선별하는 것이 현실적으로 어렵고 검사에 따른 시간과 비용이 크다.

또한, 미세 크랙의 경우 벌브 내부와 외부의 기압 차이 또는 외부에서 발생하는 기계적/열적 충격에 의해 서서히 진행되는 경우가 많기 때문에 고객에게 전달된 완제품에서 크랙 발생에 의한 불량이 생길 가능성이 크고, 이럴 경우 비용손실이 매우 클 뿐만 아니라 제품의 신뢰성에 큰 타격을 주게 된다.

따라서 종래 스템에서 상기 언급한 문제점을 개선하여 글라스에서 크랙 취약부인 플레어(122)와 이브(124)의 단점을 보완하는 것은 매우 중요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 스템의 구조를 변경하여 전자총 제조 공정 및 봉지 공정에서 발생할 수 있는 크랙을 방지할 수 있는 구조를 지닌 스템이 구비된 전자총을 포함하는 음극선관을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 봉지된 튜브 내부를 일정 수준의 진공상태로 만들기 위한 배기관, 네크에 융착되며 배기관과 연결되는 플레어 및 플레어에 삽입되며 전류를 인가하기 위한 스템핀을 포함하는 전자총의 스템에 있어서, 상기 스템은 플레어 상단면의 스템핀 삽입면이 배기관 내측면으로부터 이어지며 곡면을 이루는 곡면부 및 곡면부의 끝단에서 플레어의 끝단까지 형성되는 평면부를 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 7은 본 발명의 곡면부와 평면부를 포함하는 스템의 단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 스템(121)은 크랙의 원인이 되는 이브를 없애는 대신에, 플레어(122) 상단면의 이너리드 삽입면은 배기관(126) 내측면으로부터 이어진 곡면부(127)와 이 곡면(127)과 연속으로 이어진 평면부(128)를 포함한다.

이와 같은 본 발명의 스템 구조는 종래의 스템에 비해 플레어(122)의 두께를 증가시킴으로써 플레어(122)에 생기는 크랙을 막을 수 있으면서도 도 5 및 도 6에서 언급한 네크와의 융착면의 상승이나 스템핀의 지지강도 약화를 방지할 수 있다.

본 발명의 스템 구조를 보다 상세히 설명하면, 플레어(122)의 최하단면에서 플레어의 상단 곡면부(127)의 최상단점까지의 두께(Tm)가 플레어(122)의 최하단면에서 플레어의 상단 평면부(128)까지의 두께(Tf)보다 두껍게 형성된 것으로 두 높이의 비율(Tm/Tf)은 1.0보다는 크고 2.0보다는 작다.

도 8은 본 발명의 스템 구조와 종래의 스템 구조를 비교한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이 도8의 좌측 스템은 이브가 형성된 것이고, 중간 스템은 이브가 없는 스템을 도시한 것이고, 우측 스템은 본 발명의 스템 구조에 따라 곡면부(127)와 평면부(128)가 형성된 스템이다.

이 세가지 스템 구조를 비교하여 보면 본 발명의 스템 구조는 네크와의 융착높이를 똑같이 하였을 경우 이브(124)가 없으면서도 스템핀을 지지하는 플레어(122)의 부위가 두껍기 때문에 플레어 주변에 크랙이 생기는 것을 막을 수 있고 스템핀이 외부 충격에 견고할 뿐만 아니라 이브의 제거에 따라 이브에서 발생했던 크랙 발생을 막을 수 있다. 또한, 융착 위치도 종래에 비해 변하지 않는 다는 것을 도 8을 통하여 알 수 있다.

도 9와 도 10은 본 발명의 다른 실시 예로서 앞서 설명한 곡면부와 평면부가 형성되는 동시에 저전압이 걸리는 스템핀(123-low)과 고전압이 걸리는 스템핀(123-high) 사이에 돌기 또는 굴곡면을 형성하여 핀간 글라스 표면 거리를 넓혀 내전압 특성을 향상시킨 것이다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서와 같이 본 발명은 스템의 스템핀이 융착되는 플레어 부분에 곡면부와 평면부를 구비함으로써 전자총 제조공정 및 벌브 제조공정에서 스템에 가해지는 외부충격에 좀 더 강한 구조를 제공할 뿐만 아니라 크랙 발생을 억제하여 음극선관의 신뢰성을 향상시킨다.

도 1은 일반적인 음극선관의 간략한 구조도이다.

도 2는 네크에 봉착되기 전의 일반적인 스템의 상태를 도시한 도면이다.

도 3은 도 2에 도시된 일반적인 스템의 단면도이다.

도 4는 일반적인 스템 배기관의 강도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 이브를 없애는 대신 플레어의 두께를 두껍게 하는 종래의 스템 구조를 도시한 도면이다.

도 6은 이브만을 없애는 종래의 스템 구조를 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 곡면부와 평면부를 포함하는 스템의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 스템 구조와 종래의 스템 구조를 비교한 도면이다.

도 9와 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스템 구조를 도시한 도면이다.

Claims (5)

1. 봉지된 튜브 내부를 일정 수준의 진공상태로 만들기 위한 배기관, 네크에 융착되며 상기 배기관과 연결되는 플레어 및 상기 플레어에 삽입되며 전류를 인가하기 위한 스템핀을 포함하는 스템에 있어서,

   상기 스템은,

   상기 플레어 상단면의 스템핀 삽입면이 배기관 내측면으로부터 이어지며 곡면을 이루는 곡면부; 및

   상기 곡면부의 끝단에서 상기 플레어의 끝단까지 형성되는 평면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자총을 포함하는 음극선관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스템의 최하단면에서 상기 플레어의 곡면부 최상단점까지의 높이를 Tm이라고 하고, 상기 스템의 최하단면에서 상기 플레어의 평면부 최상단점까지의 높이를 Tf라고 할 때, Tm이 Tf보다 큰 것을 특징으로 하는 전자총을 포함하는 음극선관.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 스템핀은 저전압이 인가되는 저전압 스템핀과 고전압이 인가되는 고전압 스템핀을 포함하며,

   상기 저전압 스템핀과 상기 고전압 스템핀 사이의 곡면부에 굴곡면이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자총을 포함하는 음극선관.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 스템핀은 저전압이 인가되는 저전압 스템핀과 고전압이 인가되는 고전압 스템핀을 포함하며,

   상기 저전압 스템핀과 상기 고전압 스템핀 사이의 곡면부에 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자총을 포함하는 음극선관.
5. 제 1항 내지는 제 5항 중 어느 한항에 있어서,

   상기 스템의 최하단면에서 상기 플레어의 곡면부 최상단점까지의 높이를 Tm이라고 하고, 상기 스템의 최하단면에서 상기 플레어의 평면부 최상단점까지의 높이를 Tf라고 할 때, 이 다음의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 전자총을 포함하는 음극선관.

   1.0 < Tm/Tf < 2.0