KR900003214B1 - 음극선관 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

음극선관

제 1 도는 본원 발명의 설명을 위한 비데오프로젝터의 개략도.

제 2 도 및 제 3 도는 본원 발명에 의한 음극선관의 일례를 나타낸 일부 단면인 정면도 및 그 확대단면도.

제 4 도 a 및 b는 본원 발명의 설명을 위한 형광체패널 및 전면패널의 두께 관계를 나타낸 도면.

제 5 도는 형광체패널과 전면패널의 두께의 사용 가능한 범위를 나타낸 선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

15 : 형광체패널 16 : 형광면

19 : 전면패널 20 : 냉각액

본원 발명은 예를들어 비데오프로젝터용 등에 적용해서 매우 적합한 음극선관 특히 액냉식음극선관에 관한 것이다. 예를들어 3관신의 컬러비데오프로젝터를 제 1 도에 개략적으로 나타낸다. 각각 적색, 녹색, 청색에 색신호가 공급되어서 각기 적색화상, 녹색화상 및 청색화상이 얻어지는 세개의 음극선관(1R) (1G) 및 (1B)를 가지며, 각 음극선관(1R) (1G) 및 (1B)로부터의 각각의 적색화상, 녹색화상 및 청색화상을 각기 각 렌즈계(2R) (2G) 및 (2B)를 통해서 스크리인(3)상에 확대투영한다. 이 투영화상을 스크리인(3)상에 있어서 합성하여 컬러화상을 얻도록 구성되어 있다. (t)는 영상신호입력단자, (4)는 영상신호분리회로에서 이것으로부터 분리된 각 색신호가 각기 대응하는 음극선관(1R) (1G) 및 (1B)의 전자총에 각기 공급된다. 또 (5)는 동기분리회로, (6)은 고압회로, (7)는 편향회로를 나타내며, 각기 고압회로(6)의 출력 및 편향회로(7)의 각 출력은 각기 각 음극선관(1R) (1G) 및 (1B)의 애노우드버튼(8) 및 편향요우크(9)에 공급된다.

이와같은 프로젝터용의 음극선관(1R) (1G) 및 (1B)는 일반의 음극선관과 비교하여 고휘도가 요구된다. 이 때문에 26-32KV의 고전압과 일반의 음극선관의 20~50배의 전류 밀도로 구동된다.

따라서, 이들 프로젝터용 음극선관에서는 이것에서 방사되는 X선과 형광면의 온도상승에 의한 형광체의 휘도의 열화가 문제가 된다.

음극선관에서 방출되는 X선을 방지하기 위해서는 X선 흡수계수가 더욱 큰 유리를 사용하면 좋지만, X선 흡수계수가 큰 유리는 전자비임의 충격에 의해서 부라우닝현상(유리패널의 갈색화)을 일으키기 쉬우며 휘도의 열화를 초래한다. 따라서 브라우닝 현상을 방지하기 위해서 형광체패널에 X선 흡수계수가 비교적 작은 유리를 사용했을 경우, 그 두께를 두껍게 하지 않으면, 음극선관에서 방사되는 X선을 완전히 방지할 수 없다.

그런데 형광체패널의 두께를 두껍게 하면 형광면패널로부터의 방열효과가 저하하며, 형광면의 온도상승에 수반하는 휘도의 열화가 더욱 현저해진다. 또 제 1 도의 각 음극선관의 패널전면에 배치하는 렌즈계(2R) (2G) 및 (2B)의 설계상의 이유에 의해 형광체패널의 두께는 되도록 엷은 편이 좋다.

종래, 이 형광면의 온도상승에 수반하는 휘도의 열화를 개선하는 것을 주목적으로하여 액냉식 음극선관이 본원 발명의 양도인과 같은 양도인인 미국출원 Ses. No. 156,204에 제안되어 실용화 되어가고 있다.

이 액냉식음극선관은 형광체패널과 그 전면에 스페이서를 통해서 배설된 전면패널을 가지며, 양 패널간에 냉각액이 충전된 구성을 가지고 있다. 이와 같은 액냉식음극선관에 있어서도 형광체패널과 전면패널에는 브라우닝현상이 일어나기 어려운, 즉 X선 흡수계수가 비교적 작은 유리를 사용하고 있으므로 형광체패널과 전면패널의 합계의 두께는 종래의 형광 패널의 두께와 변함이 없다. 일반적으로 음극선관에서 발생하는 X선의 강도를 I_o, X선 흡수계수를 μ, 유리패널의 두께를 t로 할때, 유리패널을 통과하는 X선 강도 I는 하기의 식으로 표시된다.

I=I_oe-μt …………………………………………………… (1)

종래 사용되고 있었던 7인치의 액냉식 음극 선관은 다음의 조성을 갖는 유리 A가 사용되고 있다.

이 유리의 X선 흡수계수 μ는 27KV, 0.45Å에 있어서 13.5cm^-1이다.

이 유리를 사용할 경우, 음극선관에서 방상되는 X선의 방지, 기계적 강도의 점에서 형광체패널과 전면패널의 합계의 두께는 11.5mm이면 된다. 따라서, 이 두께를 형광체패널과 전면 패널에 균등하게 나누면 제 4 도 A에 나타낸 것처럼 t₁=t₂=5.74mm로 된다.

본원 발명은 음극선관에서 방상되는 X선을 충분히 지지하고, 또한 패널의 두께를 엷게 함으로써 형광면의 방열효과를 높이고, 형광면의 온도상승에 의한 형광체의 휘도저하가 생기지 않는 뛰어난 음극선관을 제공하는 것이다. 또한 형광체패널에는 X선 차폐유리로서는 X선 흡수 계수가 비교적 작은 유리를 사용함으로써 형광체패널의 브라우닝현상을 방지하고, 휘상의 회도를 저하시키지 않는 음극선관을 제공하는 것이다. 또한 패널의 두께를 엷게함으로써 투과율이 큰 렌즈의 설계를 가능케하며, 더욱 밝은 화상의 얻어지는 음극선관장치를 제공하는 것이다.

제 2 도 및 제 3 도에 의하여 본원 발명에 의한 액냉식음극선관의 예를 설명한다. 도면중(11)은 음극선관을 나타내며, (12)는 그 패널부, (13)은 내부에 전자총(14)을 수용한 내크부, 또 (15)는 내면에 형광면(16)을 피착 형성해서 이루어진 제 1의 유리패널 즉 형광체패널을 나타낸다. 이 형광체 패널(15)과 퍼널부(12)은 서로 프리트유리(17)를 통해서 기밀적으로 봉지 되어 있다. 형광체패널(15)의 전면에는 스페이서(18)를 통해서 제 2의 유리 패널 즉 전면패널(19)이 배치되며, 양 패널(15) 및 (16)간에 예를들면 에틸렌글리코올 등에 의한 냉각액(20)이 충전되어서 이루어진다. 스페이서(18)는 예를들면 알루미늄의 다이캐스트 가공에 의해 틀상으로 형성되며, 양 패널(15) 및 (19)와의 사이에 있어서 수지접착층(21)에 의해 액밀적(液密的)으로 봉착되어 있다. 이 스페이서(18)는 냉각액(20)에 접촉해서 그 냉각액(20)의 열을 방열하기 위한 방열판과 음극선관을 소정의 캐비닛내에 부착하기 위한 부착판을 겸용하고 있다. 이 액냉식 음극선관에 있어서는 고압의 전자비임(22)에 의해 형광면(16)의 온도가 상승하려고 하나, 그 비임조사에 의한 발열은 형광체패널(15)을 통해서 냉각액(20)에 전해지고, 다시 스페이서(18)을 통해서 방열되거나 또는 전면패널(19)을 통해서 방열된다. 그 결과 형광면(16)의 온도상승은 억제되고 휘도의 열화가 회피된다.

본원 발명은 이와 같은 액냉식음극선관에 있어서, 그 전면패널(19)을 형광 체널(15)보다 X선흡수계수 μ가 큰 유리로 구성하는 것이다. X선 흡수계수 μ가 큰 유리는 예를들어 PbO, 등의 금속산화물을 많이 함유하는 유리이다.

이들 금속산화물을 더욱 많이 함유하는 유리는 X선을 잘 흡수하지만 전자선의 충격에 의해서 브라우닝 현상을 일으키기 쉽다. 따라서, 전면 패널(19)은 전자선의 충격을 받지 않으므로 X선 흡수계수 μ가 큰 유리를 사용할 수 있다. 더구나 X선 흡수계수 μ가 크므로, 그 두께 t₂를 엷게 해도 충분히 X선을 차단을 할 수 있다.

한편, 형광체패널(15)은 X선 흡수계수 μ가 비교적 작지만, 브라우닝 현상이 일어나기 어려운 유리로 구성하고 있으므로, 패널의 투과율의 저하에 의한 화상의 휘도의 저하는 일어나지 않는다.

또한 X선 흡수계수가 낮은 유리는 급냉처리나 표면 이온교환처리 등의 유리강화처리를 할 수 있다. 따라서, 형광체패널(15)에 강화유리와 같은 기계적 강도가 큰 유리를 사용하면 형광체패널(15)의 두께 t₁를 엷게 할 수 있다.

이 결과, 형광면(16)에 있어서의 발열을 효율좋게 냉각액(20)에 전할 수 있다. 따라서 형광면(16)의 방열 및 온도의 균일화가 조장된다.

또한 이 액냉식음극선관에 있어서는 형광체패널(15)이 대부분 기계적강도를 유지하고 있으므로, 전면패널(19)의 기계적강도를 유지할 필요는 없다. 따라서, 더욱 X선을 흡수하기 쉬운 금속산화물의 함유량을 많게 함으로써 전면 패널(19)의 두께 t₂를 더욱 엷게할 수 있다. 그 결과, 냉각액(20)의 열을 외면의 공기층으로 효과적으로 방출할 수 있다.

형광체패널(15)의 두께 t₁와 전면패널(19)의 두께 t₂를 더욱 엷게하면, 냉각액(20)층의 두께 t₃와의 합계의 두께(t₁+t₂+t₃)도 엷게 할 수 있으으모 제 1 도에서 설명한 렌즈계를 형광면에 가깝게 할 수 있다. 따라서, 투과율이 큰 렌즈의 설계가 가능해지며, 형광면(16)으로부터의 발광투광율이 올라가 더욱 밝은 화상이 얻어진다.

또 이들의 각 두께를 합친 전체의 두께를 엷게 할 필요가 없을 경우는 상술한 것처럼 형광패널(15)의 두께 t₁와 전면패널(19)의 두께 t₂를 엷게 한 것만큼 냉각액(20)층의 두께 t₃를 크게 취할 수 있으므로, 방열효과가 더욱 양호해진다.

다음에 구체예를 들어 상기 양 패널(15) 및 (19)의 두께 t₁및 t₂를 X선 흡계수와의 관계에 있어서 기술한다.

본원 발명의 전면패널(19)에는 예를들어 다음의 조성을 갖는 유리 B 또는 C를 사용할 수 있다.

예를들면 형광체패널(15)에 X선흡수계수 μ₁=13.5cm^-1의 유리 A를 사용하여, 전면패널(19)에 X선흡수계수 μ₂=13.5cm^-1의 유리 B를 사용한다. 7인치의 액냉식음극선관에서는 형광체패널(15)은 음극선관으로서의 강도적견지에서 그 두께 t₂은 5mm 이상이 되면 충분하다. 한편 전면패널(19)은 실용상 2mm 이상이면 된다.

지금, 형광체패널(15)의 두께 t₁을 t₁=5.75mm로 했을 경우, 식(1)은 다음 처럼 표시된다.

I=Ioe-(13.5×1.15)

=Ioe-(13.5×0.575+30×t₂) …………………………………… (2)

따라서, 제 4 도 B에 나타낸 것처럼 전면패널(19)의 두께 t₂는 t₂≒2.6mm로 된다.

음극선관으로서의 X선흡수조건을 동일하다고 하면 상기 식(2)에서 결국

μ₁×t₁+μ₂×t₂=1.15×13.5+15.525 ……………………………… (3)

(t₁, t₂는 cm단위)

라고 하는 모양으로 t₁및 t₂를 결정할 수 있다. 따라서 형광체패널(15)의 두께 t₁〉5mm, 그 X선흡수계수 μ₁=13.5cm^-1, 전면패널(19)의 두께 t₂〉2mm, 그 X선 흡수계수 μ≒30cm^-1, 이라고 하면 상기 식(3)에서 t₁, t₂를 다음표의 조합처럼 선정할 수 있다.

예를들면 형광체패널(15)에 X선흡수계수 μ₁=13.5cm^-1의 유리 A를 사용하여, 전면패널(19)에 X선흡수계수 μ₂=30cm^-1의 유리 B를 사용한다. 7인치의 액냉식음극선관에서는 형광체패널(15)은 음극선관으로서의 강도적견지에서 그 두께 t₂은 5mm 이상이 되면 충분하다. 한편 전면패널(19)은 실용상 2mm 이상이면 된다.

지금 형광체패널(15)의 두께 t₁을 t₁=5.75mm로 했을 경우, 식(1)은 다음 처럼 표시된다.

I=Ioe-(13.5×1.15)

=Ioe-(13.5×0.575+30×t₂) …………………………………… (2)

따라서, 제 4 도 B에 나타낸 것처럼 전면패널(19)의 두께 t₂는 t₂≒2.6mm로 된다.

음극선관으로서의 X선흡수조건을 동일하다고 하면 상기 식(2)에서 결국

μ₁×t₁+μ₂×t₂=1.15×13.5+15.525 ……………………………… (3)

(t₁, t₂는 cm단위)

라고 하는 모양으로 t₁및 t₂를 결정할 수 있다. 따라서 형광체패널(15)의 두께 t₁〉5mm, 그 X선흡수계수 μ₁=13.5cm^-1, 전면패널(19)의 두께 t₂〉2mm, 그 X선 흡수계수 μ≒30cm^-1, 이라고 하면 상기 식(3)에서 t₁, t₂를 다음표의 조합처럼 선정할 수 있다.

상기 표에서 명백한 것처럼 형광체패널(15)에 사용되는 유리의 X선흡수계수 μ₁보다 큰 X선흡수계수 μ₂를 갖는 유리를 전면패널(19)에 사용하면, 종래처럼 같은 X선 흡수계수 μ6₁의 유리를 사용했을 경우에 비해, 그 2매의 패널의 합계의 두께를 약 2.5~3.6mm 엷게 할수 있다. 더구나 그 X선흡수능력은 변하지 않는다.

형광체패널(15)과 전면패널(19)의 합계의 두께 t₁+t₂를 종래의 것과 같은 두께까지 좋다고 하고, (직선 (I)) 또한 각각의 패널의 합계의 X선흡수량도 종래의 것과 같아도 좋다(직선(II))고 했을 경우, 형광체패널(15)과 전면패널(19)의 각각의 두께 t₁, t₂는 제 5 도에 나타낸 사선의 범위 (A)에서 선정할 수 있다.

또, 32KV로 구동하는 5인치의 액냉식 음극선관에 있어서 형광체패널(15)에 X선 흡수계수 μ₁=13.5cm^-1의 유리 A를 사용하여, 전면 패널(19)에 X선 흡수계수 μ₂=90cm^-1의 유리 C를 사용했을 경우에는 형광체패널(15)의 두께 t₁은 t₁=4mm, 전면패널(19)의 두께 t₂은 t₂=3mm로 좋다.

상술한 바와같이 본원 발명은 음극선에서 방사되는 X선을 충분히 저지하며, 또한 패널의 두께를 엷게함으로써 형광면의 방열효과를 놓이고, 형광면의 온도상승에 의한 형광체의 휘도저하가 생기지 않는 뛰어난 음극선관을 제공하는 것이다. 또한 형광체패널에는 X선 흡수계수가 비교적 작은 유리를 사용함으로써 형광체패널의 브라우닝현상을 방지하고 화상의 휘도를 저하시키지 않는 음극선관을 제공하는 것이다. 또한 패널의 두께를 엷게 함으로써 투과율이 큰 렌즈의 설계를 가능케 하며, 더욱 밝은 화상이 얻어지는 음극선관 장치를 제공하는 것이다.

Claims (1)

1. 음극선관체의 형광체패널의 전면에 스페이서를 통해서 전면패널이 배치되고, 이 양 패널간에 냉각액이 충전되어서 이루어진 음극선관에 있어서, 상기 전면패널이 상기 형광체패널보다 X선흡수계수가 놓은 유리재로 구성되어서 이루어진 음극선관.

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