KR20050025034A - 칼라 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 칼라 음극선관용 패널 및 펀넬의 구조를 최적화하여 응력을 효과적으로 저감하고 내충격성을 확보할 수 있는 칼라음극선관에 관한 것이다.

본 발명에 따른 칼라 음극선관은, 내면에 형광체 스크린을 갖는 패널과, 상기 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내면의 형광체 스크린에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 새도우마스크를 고정 지지하는 프레임을 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 전자총의 중심축을 패널 전면까지 연장한 축을 편향 중심축 X라 하며, 펀넬의 바디부와 펀넬의 요크부의 경계가 되는 폐곡선을 포함하는 편향 중심축 X와의 수직 평면을 요크라인면이라 하고, 상기 펀넬을 요크라인면에서 편향 중심축에 수직으로 자른 단면의 적어도 한 모서리부의 외측 곡률 반경을 Rdo라 하고, 내측 곡률 반경을 Rdi라 할 때, Rdi/Rdo의 값이 0.54 이하인 것을 만족하는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 음극선관 {Color Cathode-Ray Tube}

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로, 특히 패널 및 펀넬의 구조를 최적화함으로써 음극선관의 내부 진공압에 의한 응력이 저감된 칼라 음극선관에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 개략도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 내측면에 R, G, B의 형광면(4)이 도포되어 있고, 전면부에는 방폭 수단이 고정되어 있는 패널(1)과, 상기 패널의 후단에 융착된 펀넬(2)과, 펀넬의 네크부(13)에 삽입되어 전자빔(6)을 방사하는 전자총과, 전자빔(6)을 편향시키는 편향요크(5)와, 패널의 내측에 일정한 간격을 두고 장착되어 전자빔(6)이 통과하도록 다수의 구멍이 형성된 새도우마스크(3)와, 새도우마스크(3)를 패널 내면과 일정한 간격을 유지하며 고정 지지하는 메인프레임(7) 및 서브프레임(8)과, 상기 프레임과 패널을 연결 지지하는 코너스프링(9)과, 음극선관이 외부 지자기의 영향을 적게 받도록 차폐하는 이너쉴드(10)와, 패널의 측면부 둘레에 설치되어 외부 충격을 방지하는 보강밴드(12)로 구성된다. 그리고 전자빔이 소정의 형광체에 정확히 타격되도록 진행궤도를 수정해 주는 마그네트(Magnet)(11)가 편향요크 후면에 부착된다.

이와 같은 구조를 갖는 칼라음극선관의 제작 공정은 크게 전공정과 후공정으로 구분된다. 전공정은 패널의 내면에 형광면을 도포하는 과정이고 후공정은 다시 다음의 여러 공정으로 이루어진다. 먼저, 형광면이 도포되고 내부에 마스크 어셈블리가 내장된 패널과 실면에 프리트가 도포된 펀넬이 고온의 노 공정에서 접합되는 실링(Sealing) 공정을 거치고, 이후 봉지 공정에서 펀넬의 네크부 내면에 전자총을 삽입한 후 배기 공정을 통해 음극선관 내부를 진공상태로 만든 후 봉입한다. 이때 음극선관이 진공상태가 되면 패널과 펀넬은 높은 인장 및 압축응력을 받게 된다. 따라서 상기와 같이 배기 공정 후 패널 전면에 걸리는 고 응력을 분산시키기 위한 보강밴드가 부착되는 보강 공정을 거치면 음극선관이 완성된다.

도 2는 음극선관의 제작 공정 중 진공 배기 공정 후, 패널 및 펀넬 글라스에 가해지는 응력의 분포를 개략적으로 도시한 것으로, 점선은 압축 응력을, 실선은 인장 응력을 나타낸 것이다. 일반적으로 글라스가 외부로부터 충격을 받으면 크랙이 발생하게 되는데, 이때 글라스 표면에 인가된 인장 응력은 상기 크랙의 진전을 가속시킬 뿐 아니라 강도가 심하면 글라스가 완파될 수도 있다. 반대로, 압축 응력은 크랙이 더 이상 진전되지 않도록 방지하는 역할을 한다. 즉, 도 2와 같이 음극선관의 배기 공정 후 패널의 센터부는 압축 응력이 발생되어 비교적 충격에 강하지만, 패널의 코너부 및 실라인부에는 인장 응력이 발생되어 약간의 충격에도 쉽게 파손이 일어나게 된다.

더구나 최근에는 음극선관이 디지털화 및 슬림화되어 감에 따라 음극선관의 내부 진공으로 응력이 심하게 발생하게 된다. 즉, 음극선관이 슬림화되면서 내부의 진공도는 동일한 상태로 유지되면서 음극선관의 부피는 줄어들기 때문에 글라스에 진공에 의한 응력이 크게 발생하게 된다. 게다가 편향 요크의 소비전력을 줄여주기 위하여 펀넬의 요크부를 사각형상으로 만든 음극선관의 경우는 펀넬 형상이 구조적으로 취약하여 글라스에 높은 인장 응력이 형성되어 열 공정에서 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

한편, 상기 펀넬 글라스의 높은 인장 응력을 안정적으로 낮추도록 제작시에 열처리함으로써 글라스 표면에 내충격성을 높이도록 압축 응력을 형성시키기도 한다. 그러나 이러한 공정은 가격을 상승시킬 뿐 아니라 제조 공정이 어려운 단점이 있다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 음극선관의 패널과 펀넬의 구조를 최적화하여 응력을 효과적으로 저감하고 내충격성을 확보할 수 있는 칼라음극선관을 제공하기 위한 것을 목적으로 한다.

본 발명의 칼라 음극선관은, 내면에 형광체 스크린을 갖는 패널과, 상기 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내면의 형광체 스크린에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 새도우마스크를 고정 지지하는 프레임을 갖고 있으며, 상기 전자총의 중심축을 패널 전면까지 연장한 축을 편향 중심축이라 하며, 펀넬의 바디부와 펀넬의 요크부의 경계가 되는 폐곡선을 포함하는 편향 중심축과의 수직 평면을 요크라인면이라 하고, 상기 펀넬을 요크라인면에서 편향 중심축에 수직으로 자른 단면의 적어도 한 모서리부의 외측 곡률 반경을 Rdo라 하고, 내측 곡률 반경을 Rdi라 할 때, Rdi/Rdo의 값이 식 Rdi/Rdo ≤ 0.54 을 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 펀넬 인장응력(이하‘진공응력’이라한다)은 펀넬을 요크라인면에서 편향 중심축에 수직으로 자른 단면의 적어도 한 모서리부의 외측 곡률 반경 Rdo와 내측 곡률 반경 Rd에 있어서, 식 Rdi/Rdo ≤ 0.54 의 범위에 있을 때, 종래의 펀넬 진공응력에 비하여 큰 폭으로 줄어들게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

<실시예>

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 칼라 음극선관에 사용되는 펀넬 요크부를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 펀넬을 요크라인면에서 편향 중심축에 수직으로 자른 단면의 적어도 한 모서리부의 외측 곡률 반경을 Rdo라 하고, 내측 곡률 반경을 Rdi라 한다.

다음 표 1은 Rdo, Rdi값을 변화시켜가면서 이에 따른 음극선관 펀넬의 진공응력을 종래의 음극선관 펀넬의 진공응력과 비교한 것이다.

위치	종 래	본 발명
	1	1	2	3	4
Rdo(mm)	27.83	27.83	30.43	27.73	32.43
Rdi(mm)	16.43	13.83	16.43	11.83	16.43
SET(mm)	11.4	14	14	16	16
Rdi/Rdo	0.59	0.50	0.54	0.43	0.51
진공응력(펀넬)	52 MPa	16 MPa	15 MPa	13 MPa	12 MPa

상기 표 1에서 보는 바와 같이, Rdi/Rdo의 값이 식 Rdi/Rdo ≤ 0.54를 만족할 때, 종래의 경우보다 진공응력이 현저히 낮아짐을 알 수 있다. 따라서, Rdi/Rdo의 값을 0.54이하로 하면, 종래의 경우보다 진공응력이 개선된 음극선관을 얻을 수 있다.

바람직하게는, 상기 Rdo가 26mm 내지 35mm의 범위를 가질 때, 본 발명의 음극선관 펀넬의 진공응력은 종래의 음극선관 펀넬의 진공응력에 비하여 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 Rdi가 11mm 내지 17mm의 범위를 가질 때, 본 발명의 음극선관 펀넬의 진공응력은 종래의 음극선관 펀넬의 진공응력에 비하여 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 펀넬의 요크부 형상은 수직 단면이 라운드형이 아닌 장방형상을 갖는다. 이런 장방형상을 가진 요크부를 사용하면 음극선관 동작시 편향요크의 소비전력을 줄일 수 있다.

도 4는 본 발명의 음극선관 패널의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 패널의 편향 중심축에서의 두께를 a, 모서리부에서의 두께를 b, b/a값을 웨지율이라 할 때, 상기 웨지율을 1.5 이상으로 하면 진공응력을 줄일 수 있고, 동시에 내충격성을 향상시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 패널의 편향 중심축에서의 두께를 CFT라 하고, 상기 패널 스커트의 두께를 SET라하고, 상기 패널의 중심축 방향 전체 높이를 OAH라 한다.

다음 표 2은 상기 CFT, OAH, SET 를 변화시켜가면서 이에 따른 음극선관 패널의 진공응력을 종래 음극선관의 패널 진공응력과 비교하여 나타낸 것이다.

위치	종래	본 발명
	1	1	2	3	4	5
CFT	12.5	10.5	10.5	10.5	10.5	10.5
OAH	110	90	90	90	100	110
SET	11.4	13	14	16	11.4	12
CFT/SET	1.10	0.81	0.75	0.66	0.92	1.04
OAH/SET	9.65	6.92	6.43	5.63	8.77	9.17
진공응력(패널)	30.5MPa	16.8Mpa	14.0MPa	13.6MPa	14.6MPa	15.7MPa

상기 표 2에서 보는 바와 같이, CFT/SET값이 식 CFT/SET ≤ 1.04를 만족 할 때 종래의 경우보다 진공응력이 현저히 낮아짐을 알 수 있다. 따라서, CFT/SET의 값을 1.04이하로 하면, 종래의 경우보다 진공응력이 개선된 음극선관을 얻을 수 있다.

도 5은 본 발명에 따른 음극선관의 진공응력 및 편향각을 해석한 개략도이다. 도 5a 및 5b로부터 알 수 있는 바와 같이, 펀넬의 Rdi/Rdo의 값을 최적화하고, 패널의 CFT/SET를 최적화 할 때, 이에 대응하여 진공응력도 효과적으로 줄어든다.

또한, 상기의 모든 실시예는 상기 패널의 외면이 실질적으로 평면인 칼라 음극선관에도 그대로 적용될 수 있으며, 이와 같은 처리가 행해진 소위 평면 칼라 음극선관에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 광각화 및 슬림형인 음극선관의 패널 및 펀넬의 구조를 최적화하여 음극선관 내부의 진공응력을 줄임과 동시에 음극선관의 내충격성을 확보하여 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 개략도.

도 2는 음극선관의 제작 공정 중 진공 배기 공정 후, 패널 및 펀넬 글라스에 가해지는 응력의 분포를 개략적으로 도시한 도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 칼라 음극선관에 사용되는 펀넬 요크부를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명의 음극선관 패널의 구조를 설명하기 위한 단면도.

도 5은 본 발명에 따른 음극선관의 진공응력 및 편향각을 해석한 개략도.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

1: 패널 2: 펀넬

3: 새도우 마스크 4: 형광면

5: 편향요크 6: 전자빔

7: 메인 프레임 8: 서브 프레임

9: 스프링 10: 이너쉴드

11: 마그네트 12: 보강밴드

13: 네크부

Claims (7)

1. 내면에 형광체 스크린을 갖는 패널과, 상기 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광체 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내면의 형광체 스크린에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 새도우마스크를 고정 지지하는 프레임을 포함하는 칼라 음극선관에 있어서,

   상기 전자총의 중심축을 패널 전면까지 연장한 축을 편향 중심축이라 하며,

   상기 펀넬의 바디부와 펀넬의 요크부의 경계가 되는 폐곡선을 포함하는 편향 중심축과의 수직 평면을 요크라인면이라 하고,

   상기 펀넬을 요크라인면에서 편향 중심축에 수직으로 자른 단면의 적어도 한 모서리부의 외측 곡률 반경을 Rdo라 하고, 내측 곡률 반경을 Rdi라 할 때,

   Rdi/Rdo의 값이 0.54 이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
2. 제1항에 있어서,

   상기 Rdo가 26mm 내지 35mm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
3. 제1항에 있어서,

   상기 Rdi가 11mm 내지 17mm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
4. 제1항에 있어서,

   상기 펀넬은 요크부의 수직 단면이 장방형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
5. 제1항에 있어서,

   상기 패널의 단면에서 편향 중심축에서의 두께를 a, 모서리부에서의 두께를 b, b/a값을 웨지율이라 하며,

   상기 웨지율이 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
6. 제1항에 있어서,

   상기 패널의 편향 중심축에서의 두께를 CFT라 하고, 상기 패널의 스커트의 두께를 SET라 하고, 상기 패널의 중심축 방향 전체 높이를 OAH라 할 때, CFT/SET는 1.04 이하인 것을 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
7. 제1항에 있어서,

   상기 패널의 외면이 실질적으로 평면인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.