KR20050091308A - 평면형 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패널의 구조가 변함에 따라 새도우 마스크 구조적 강도가 열화 되는 것을 방지하기 위한 평면형 음극선관에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은 외면이 실질적으로 평면이고, 내면이 소정의 곡률을 갖는 패널, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 상기 펀넬의 네크부에 삽입되어 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총, 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공이 형성된 새도우 마스크를 포함하는 평면형 음극선관에 있어서, 상기 새도우 마스크 단축 방향의 곡률반경 크기를 Rh라 하고, 새도우 마스크 장축 방향의 곡률반경 크기를 Rv라 할 때, 상기 새도우 마스크 곡면상의 임의의 점에서 새도우 마스크 장, 단축 방향의 곡률반경은 Rh≥Rv를 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 음극선관을 제공한다.

Description

평면형 음극선관{Flat Type of Color Cathode-ray Tube}

본 발명은 평면형 음극선관에 관한 것으로, 보다 자세하게는 새도우 마스크 구조를 변형하여 종래 평면형 음극선관에서 콘트라스트 특성을 개선시키기 위하여 패널 내면 곡률의 플랫화 시킴에 따라 발생되는 새도우 마스크 구조적 강도 열화를 방지할 수 있는 평면형 음극선관에 관한 것이다.

도 1은 종래 평면형 칼라 음극선관에 관한 구조를 개략적으로 나타낸 도이다. 도시된 바와 같이, 평면형 음극선관은 외면이 평면이고, 내면이 소정의 곡률을 갖는 패널(1)과 벌브형상의 펀넬(2)이 프릿 글라스에 의해 결합되고 그 내부는 소정의 발광 역할을 하는 형광면(14)이 형성된다. 또한, 상기 형광면(14)을 발광시키기 위한 전자빔(11)이 상기 펀넬(2) 넥크부에 장착된 전자총(8)으로 발사되어 소정의 형광체를 발광시키도록 색을 선별해주는 섀도우마스크(3)와 이를 지지하는 프레임(4)이 형성된다. 또한, 상기 프레임 어셈블리를 패널(1)에 결합되도록 해주는 스프링(5)과 음극선관이 동작 중 외부 지자계에 영향을 적게 받도록 차폐 역할을 해주는 인너 쉴드(7)가 프레임(4)에 고정된 체로 고 진공으로 밀폐되며, 상기 음극선관 내부의 고진공으로 인한 외부의 충격에 쉽게 폭축이 일어나는 것을 방지하기 위하여 패널(1)의 스커트(Skirt)에 보강 밴드(12)가 장착된다.

이와 같은 구조를 갖는 평면형 칼라 음극선관의 동작 원리를 개략적으로 살펴보면, 먼저 펀넬(2)의 넥크(Neck)부에 내장된 전자총에서 전자빔(11)이 음극선관에 인가된 양극전압에 의해서 패널(1) 내면에 형성되어 있는 형광면(14)을 타격하게 되는데 이 때, 상기 전자빔은 형광면에 도달하기 전 편향요크(9)에 의해서 상, 하, 좌, 우로 편향되어 화상을 구현하게 된다.

한편, 상기와 같이 외면이 평면이고 내면이 소정의 곡률을 갖는 패널이 포함된 평면형 음극선관은 패널이 구조적 강도가 취약하여 일반적으로 내, 외면이 소정의 곡률을 갖는 패널을 포함하는 음극선관 보다 외부의 충격에 대하여 쉽게 파손되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 평면형 음극선관의 경우, 전면에 형성된 패널의 두께를 패널 중앙부의 두께보다 주변부의 두께를 더 크게 형성하고 있다. 상기 패널 중앙부의 두께 및 패널 대각유효면 끝단의 두께의 관계는 웨지율(Wedge Rate)로 표현되는데, 일반적인 평면형 음극선관에서의 패널 웨지율은 새도우 마스크의 구조강도를 확보하기 위해 200%이상의 값을 갖도록 설계하였다. 즉, 새도우 마스크는 여러 가지 설계 요인에 의해 결정되지만 가장 큰 요인은 패널 내면곡률반경 크기에 따라 결정되기 때문에 통상적으로는 패널 내면 곡률반경의 80 ∼ 90%의 범위를 갖는 새도우 마스크 곡률반경 값을 취하여 마스크 구조적 강도를 확보하게 된다. 그러나 상기 패널의 중앙부와 주변부간의 두께차이 즉, 웨지율의 증가는 패널을 투과하는 광 투과율이 패널 전체 면에서 일정하지 못하여 스크린 주요 품질인 휘도 균일성(Brightness Uniformity)이 열화 되는 또 다른 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점을 개선하고자 종래에는 다음 표1에 나타난 웨지율 및 패널 재질에 따른 투과율을 조절하여 해결하고자 하였다.

Wedge 율(%)	중앙 대비 주변부 투과율 비(%)		비 고
	클리어 패널(81% 투과율)	틴트 패널(56% 투과율)
180	91.6	67.8	중앙부 두께=10.5mm
190	90.6	64.6
200	89.6	61.5
210	88.6	57.4
220	87.6	55.8
230	86.7	53.2

상기 표 1은 패널 웨지율에 따른 클리어 패널 및 틴트 패널의 광투과율 비를 나타낸 것으로, 휘도 균일성이 열화됨을 방지하기 위하여 광투과율이 80%이상인 클리어 글라스를 사용하는 것이 일반적이었다. 그러나 상기와 같은 패널의 광 투과율이 80%이상인 클리어 글라스를 사용하게 되면 화상의 휘도 균일성이 열화 되는 것을 방지할 수 있지만 높은 투과율로 인하여 화면의 명암 구별성인 콘트라스트(Contrast)특성이 나빠지는 문제점이 있다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해서 즉, 휘도 균일성 및 콘트라스트 특성을 동시에 만족하도록 광 투율이 50 ∼ 60%인 틴트 글라스를 사용하고, 패널의 웨지율을 200% 미만으로 설계하여 적용하였다. 이와 같이, 스크린의 품질인 휘도 균일성 및 콘트라스트 특성 뿐만 아니라 웨지율을 줄임으로써 재료비 절감의 효과를 가져올 수 있지만 웨지율이 줄어듦으로써 패널 내면 곡률이 편평해지게 되어 패널 내면 곡률에 따라 설계되어지는 새도우 마스크의 구조적 강도가 약하게 되는 문제점이 발생한다. 즉, 마스크의 구조적 강도특성인 드롭특성이나 하울링 특성이 열화되는 문제점이 발생한다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 음극선관용 새도우 마스크 구조를 변형하여 패널 내면이 플랫화 되면서 발생되는 새도우 마스크의 구조적 강도를 보강할 수 있는 평면형 음극선관을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 해결수단은, 외면이 실질적으로 평면이고, 내면이 소정의 곡률을 갖는 패널, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 상기 펀넬의 네크부에 삽입되어 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총, 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공이 형성된 새도우 마스크를 포함하는 평면형 음극선관에 있어서, 상기 새도우 마스크 단축 방향의 곡률반경 크기를 Rh라 하고, 새도우 마스크 장축 방향의 곡률반경 크기를 Rv라 할 때, 상기 새도우 마스크 곡면상의 임의의 점에서 Rh≥Rv를 만족하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 평면형 음극선관의 새도우 마스크 구조를 나타낸 것이다. 도 2를 살펴보기 전에, 먼저, 패널 내면에 형성되는 새도우 마스크의 설계 특성을 살펴보면 다음과 같다. 일반적으로 음극선관용 새도우 마스크는 패널 내면 곡률에 따라 설계되는데 패널 내면 곡률이 커지게 되면 새도우 마스크의 곡률 또한 동시에 커지게 하고, 패널 내면 곡률이 작아지게 되면 새도우 마스크의 곡률 역시 작아지도록 설계한다. 이와 같은 이유는 음극선관 후면에서 발사된 전자빔이 새도우 마스크의 전자빔 통과공을 통하여 패널 내면에 형성된 형광면 소정의 위치에 정확히 타격되어 화상을 구현하도록 하기 위함이다. 따라서 음극선관용 새도우 마스크를 설계 하는데 있어서는 전자빔 입사각과 마스크 고유의 구조적 강도특성을 고려하여 설계하는 것이 바람직하다. 따라서 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 새도우 마스크는 새도우 마스크 단축 방향의 곡률반경 크기를 Rh라 하고, 새도우 마스크 장축 방향의 곡률반경 크기를 Rv라 하면, 상기 새도우 마스크 곡면상의 임의의 점에서 장, 단축 방향의 곡률반경은 Rh≥Rv를 만족하도록 형성된다. 이와 같은 구조를 갖는 새도우 마스크의 기하학적인 형상은 새도우 마스크의 단축 방향보다 장축방향으로 더 곡률 져 있는 형상이다.

한편, 패널 내면 곡률반경이 대각 기준으로 1000mm ∼ 1500mm의 값을 가질 경우 그에 따라 설계되는 새도우 마스크는 곡률구조에 따라 새도우 마스크의 구조적 강도특성이 크게 차이가 나지 않는다. 그러나 패널 내면 곡률반경이 1600mm이상의 값을 가질 경우엔 곡률구조에 따라 마스크의 드롭특성과 같은 새도우 마스크의 구조적 강도특성이 크게 변하게 된다. 다음 표 2는 광 투과율이 40% ∼ 70%의 값을 갖고, 내면 곡률 반경이 1600mm이상의 값을 갖는 패널을 포함한 평면형 음극선관에서, 본 발명의 새도우 마스크의 곡률 구조에 따른 드롭특성을 나타낸 것이다.

실험예	새도우 마스크 곡률반경(R)		드롭(G)
	단축(mm)	장축(mm)
1	1200	1200	35.5
2	1600	1200	33.4
3	1200	1600	24.5
4	1600	1600	23.4

상기 표 2에서 실험예 1과 4를 비교하여 살펴보면, 본 발명에 따른 새도우 마스크의 드롭특성은 마스크의 곡률반경이 커지면 커질수록 취약해짐을 알 수 있다. 또한, 실험예 2와 3을 비교하여 살펴보면, 새도우 마스크 단축 방향의 곡률반경(Rh)보다 장축방향의 곡률반경(Rv)이 작을수록 즉, 장축 방향의 곡률이 단축 방향의 곡률보다 더 급격하게 형성되면 드롭 특성이 향상됨을 알 수 있다. 이와 같이 새도우 마스크의 곡률반경이 전체적으로 작아지면 작아질수록 구조적 강도특성이 향상됨을 알 수 있다. 이 때, 상기 새도우 마스크 장축 방향의 곡률반경 크기(Rv) 대비 새도우 마스크 단축 방향의 곡률반경 크기(Rh)의 비(Rh/Rv)는 1 < Rh/Rv≤1.2의 값을 갖는 것이 바람직하고, 상기 새도우 마스크 장축 방향의 곡률반경 크기(Rv) 대비 새도우 마스크 단축 방향의 곡률반경 크기(Rh)의 비(Rh/Rv)에 대한 최적의 수치 범위는 1.05 < Rh/Rv≤1.15의 값을 갖는 것이 바람직하다. 이는 마스크의 드롭특성 뿐만 아니라 전자빔의 출처부인 전자총, 전자빔을 편향하기 위한 편향요크 등의 기타 부품들과의 매칭 문제를 해결하는데 있어서 최적이기 때문이다.

한편, 상술한 새도우 마스크 드롭특성 뿐만 아니라 마스크에 대한 전자총 및 편향요크의 특성과 매칭시켜 빔 배열을 정확하게 하기 위한 임계조건(Boundary Condition)을 만족하여야 하기 때문에 본 발명에서의 새도우 마스크구조는 마스크 단축 방향으로의 곡률반경이 1200mm ∼ 1600mm의 값을 갖는 것이 바람직하며 또한, 새도우 마스크 장축 방향으로의 곡률반경은 1200mm ∼ 1500mm의 값을 갖는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 평면형 음극선관의 새도우 마스크 구조에 따른 응력특성을 종래와 비교하여 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 종래의 새도우 마스크는 장축 및 단축의 곡률이 영향을 주는 주변부에서 응력이 집중되나 본 발명에 따른 새도우 마스크는 전체적으로 응력이 분포되어 내충격성이 향상됨을 알 수 있다.

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 하고, 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 새도우 마스크 구조를 변형하여 종래 평면형 음극선관에서 콘트라스트 특성을 개선시키기 위하여 패널 내면 곡률의 플랫화 시킴에 따라 발생되는 새도우 마스크 구조적 강도 열화를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관을 나타낸 도.

도 2는 본 발명에 따른 평면형 음극선관의 새도우 마스크 구조를 나타낸 도.

도 3은 본 발명의 평면형 음극선관의 새도우 마스크 구조에 따른 응력특성을 종래와 비교하여 나타낸 도.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

1: 패널 2: 펀넬

3: 새도우 마스크 4: 프레임

5: 스프링 6: 스커트부

7: 인너쉴드 8: 전자총

9: 편향요크 10: 넥크부

11: 전자빔 12: 보강밴드

13: 러그

Claims (7)

1. 외면이 실질적으로 평면이고, 내면이 소정의 곡률을 갖는 패널, 상기 패널의 후면에 장착되는 펀넬, 상기 펀넬의 네크부에 삽입되어 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총, 상기 패널 내면에 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 전자빔 통과공이 형성된 새도우 마스크를 포함하는 평면형 음극선관에 있어서,

   상기 새도우 마스크 단축 방향의 곡률반경 크기를 Rh라 하고, 새도우 마스크 장축 방향의 곡률반경 크기를 Rv라 할 때, 상기 새도우 마스크 곡면상의 임의의 점에서 새도우 마스크 장, 단축 방향의 곡률반경은

   Rh≥Rv

   를 만족하는 것을 특징으로 하는 평면형 음극선관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 새도우 마스크 장축 방향의 곡률반경 크기(Rv) 대비 새도우 마스크 단축 방향의 곡률반경 크기(Rh)의 비(Rh/Rv)는 1초과 1.2이하인 것을 특징으로 하는 평면형 음극선관.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 새도우 마스크 장축 방향의 곡률반경 크기(Rv) 대비 새도우 마스크 단축 방향의 곡률반경 크기(Rh)의 비(Rh/Ry)는 1.05이상 1.15이하인 것을 특징으로 하는 평면형 음극선관.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 새도우 마스크 단축 방향의 곡률반경은 1200mm ∼ 1600mm의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 평면형 음극선관.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 새도우 마스크 장축 방향의 곡률반경은 1200mm ∼ 1500mm의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 평면형 음극선관.
6. 제 4항 또는 5항에 있어서,

   상기 패널의 내면 곡률 반경은 1600mm이상의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 평면형 음극선관.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 패널의 광투과율은 40% ∼ 70%의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 평면형 음극선관.