KR940006262B1 - 음극선관용 편향 유니트 및 이에 사용을 위한 고리형 코어 - Google Patents

음극선관용 편향 유니트 및 이에 사용을 위한 고리형 코어 Download PDF

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보우베 다니엘 반 데르 미어 안트
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엔.브이.필립스 글로아이람펜파브리켄
이반 밀러 레르너
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Abstract

내용 없음.

Description

제1도는 편향 장치를 가진 텔레비젼 표시관의 개략도.
제2a도 및 제2b도는 각기 90°하이브리드 편향 유니트용 요오크링을 통과하는 배면도 및 종단면도.
제3a도 및 제3b도는 각기 110°(폭 각도) 편향 유니트용 요오크링을 통과하는 배면도 및 종단면도.
제4a도 및 제4b도는 각기 흑백 그래픽 표시 편향 유니트용 요오크링을 통과하는 배면도 및 종단면도.
제5도는 타켓(target) 및 외부 접속 수단을 구비한 촬상관의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 표시관 2 : 실린더형 넥크부
3 : 나팔모양의 부분 4 : 표시 스크린
5 : 전극 시스템 6 : 편향코일 시스템
7, 7', 8, 8' : 편향 코일 9, 10, 11 및 12 : 요오크링
13 : 촬상관 14 : 타켓
15 : 외부 접속 수단 16 : 편향 코일 시스템
17 : 포커싱 코일 18 : 페라이트 링
19 : 뮤-메탈 스크리닝
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 제1 및 제2편향 코일 시스템과 소결 산화 강자성 물질의 고리형 코어를 포함하는 음극선관(cathode-raytube)용 편향 장치(deflection unit)에 관한 것이다.
편향 유니트가 사용되는 음극선관은 표시관(예를 들어 데이타 그래픽 표시관, 칼라 표시관 혹은 투영형 텔레비젼 표시관), 오실로스프관 혹은 카메라관이 될 수 있다. 카메라관용 편향 유니트는 보통 실린더형 코어를 가지며, 반면 표시관용 편향 유니트는 일반적으로 컵형이나 깔대기형(funnel-shaped)의 고리형 코어를 가진다. 기계적 강도를 위하여, 이후에 요오크링(yoke ring)으로 일컬어지는 표시관용 소결 산화 강자성 물질의 고리형 코어를 일반적으로 편향 코일용 코어 물질로서 실제적 기능을 하는데 필수적인 것보다 큰 벽두께를 가진다. 예를 들어 질량이 대략 360g이며 높이가 55mm이고 상부 및 하부 직경이 대략 55mm와 85mm인 흑백 표시관용 소정 형태의 페라이트 요크링은 6mm의 벽두께를 가지는데, 이 값은 상기 규격에서 볼때 불필요하게 높은 값이다. 6mm는 페라이트 요오크링에 있어서 통상적으로 가지는 벽두께이다.
그러한 편향 유니트는 클램핑 밴드에 의해 표시관의 넥크에 고착되어, 그 결과로서 표시관의 네트부는 편향 유니트의 전체 무게를 지지하여 무게가 매우 높아져서 단점으로 된다. 표시관 넥크부의 분열은 되지 않는다. 벽두께에 있어 높은 치수를 가지는 페라이트 요오크링의 현재의 상태는 제조와 편향 유니트내의 장착 동안 조정에 필요한 기계적 견고성이 상기 두께의 해 정해진다는 가정에 근거를 두고 있다. 또한 이러한 가정은 페라이트 요오크링의 기계적 견고성을 결정하는 인자에 관한 주의력이 부족한 것에 기인한 것이다. 그런고로, 필수적인 문제점이 있게 되는데, 즉 벽두께가 감소되고 기계적 견고성을 유지하는 소결 산화 강자성 물질의 요크링을 어떻게 하면 얻을 수 있는가 하는 점이다. 벽두께가 감소된 요오크링은 또한 카메라관의 편향 유니트에 중요하게 활용된다. 실제상 비금속 슬리브(sleeve) 혹은 롤(roll) 형태의 요오크링만이 그러한 편향 유니트에 지금까지 사용되어 왔는데, 왜냐하면, 페라이트 요오크링은 사용하기에 너무 많은 공간을 점유하기 때문이다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하는 데에 있다. 본 발명에 의하면, 서두에서 말한 바와 같은 형태의 편향 유니트는 고리형 코어가 얇은 벽으로 되어 있고, 그 표면에서 혹은 그 표면에 인접한 고리형 코어의 소결 산화 강자성 물질의 산소 함유량이 고리형 코어내의 강자성 물질의 산소 함유량이 고리형 코어내의 강자성 물질의 산소 성분과 거의 같아서 고리형 코어가 실질적으로 응력을 받지 않는 특징으로 가진다.
본 발명은, 비록 기계적 견고성이 실제로 벽두께와 연관되기는 하지만, 결정적인 역할을 하는 소결 처리 동안 도입되는 기계적 응력이 실제적으로 자주 있다는 사실을 인식하여 이루어진 것이다. 소결동안 페라이트 요오크링이 감소처리를 받게 되는 것이 본 발명에서는 주요하게 인식된다.
요오크링에 자주 사용되는 페라이트 물질의 함수로서 부분 산소 압을 측정하면 1150℃ 이상의 온도에서의 평형압(equilbrium pressure)이 사실상 이미 0.021MPa(공기)의 값을 초과했다는 것을 알수 있다. 이는 상기 1150℃ 보다 통상 상당히 높은 온도에서의 공기중에서(혹은 적은 산소를 가진 대기중에서) 자주 발생할 수 있는 소결 처리 동안에, 페라이트 물질이 산소를 잃게 되는 것을 의미하데, 이 손실은 냉각동안 상기 물질이 주위 대기로부터 산소 흡입 수단에 대하여 보상을 하게 하는 손실이다. 이러한 산소의 침투는 온도가 떨어지므로써 점점 더 천천히 발생하는 확산 처리의 결과로써 온도가 감쇄되는 소결 생성물(제품)의 표면을 통하여 발생한다. 결국 표면층이 형성되어 보다 내측으로 위치되어 있는 물질보다 산소가 풍부하게 된다. 또한 측정을 통하여 그러한 산소의 흡입이 사용된 페라이트상에 의거한 팽창 혹은 수축의 길이 변화에 연관되는 것을 알 수 있다. 이 결과, 표면층의 형성이 잔여 물질에 대하여 압축 응력 혹은 인장 응력하에 있게 된다는 것을 알 수 있다. 이러한 국부적인 응력은 자주 소결 생성물의 분열을 일으키게 한다. 상기 응력을 받지 않을 경우 상당히 높은 파괴 강도를 갖는 요오크링이 생성되어 상당히 얇은 벽두께에다 상당히 낮은 중량이지마는 충분히 높은 기계적 견고성을 가지는 생성물을 실현할 수 있다.
본 발명의 요지내에서, 6mm보다 작게, 특히, 4mm 및 그 이하의 페라이트 요오크링의 최외부 직경과 길이에 의거하여 벽두께가 실현될 수 있다. 본 발명은 벽두께가 3mm 및 심지어 2mm인 페라이트 요오크링을 성공적으로 생성할 수 있다.
얇은 벽의 요오크링 구조를 사용함으로써, 무게가 많이 줄어들고, 제1의 실예에 있어서 재료가 절감되어 단가 절감을 이룰 수 있으며 제2의 실예에 있어서 요오크링 재(material)의 선택폭이 확장되어 높은(보다 고가의) 품질을 이용할 수 있다. 예를 들어 낮은(전력) 손실을 갖는 물질을 사용하는 것이 가능해진다. 최근, 전기회로를 사용할 시에, 전력 손실은 가능한한 낮게 유지되는 것이 중요하다. 무게의 경감 이외에, 얇은 벽의 요오크링에 의해 이루어질 수 있는 공간을 줄이는것도 중요한데, 특히 촬상 관용 요오크링의 경우에 있어 특히 그렇다.
얇은 벽의 요오크링의 또다른 장점은 그것이 2개의 절반부로 구성된다는 것인데, 이들은 접착재(특히, 최대 10μm의 접착층)에 의해 서로 고착될 수 있다. 본 발명의 요오크링의 벽이 매우 얇고 따라서 요오크링 절반부의 무게가 비교적 가볍기 때문에 접착층에 의한 결속은 만족스럽다. 특히 2개의 절반부를 고착시키도록 접착제로서 접촉 접착제를 이용하여 2개의 절반부들 사이의 양호한 접착을 얻게 된다. 종래의 두꺼운 벽의 요오크링에 있어서는 2개의 절반부를 고착하는데 스프링이 사용되었다.
본 발명의 근간을 형성하는 산소 함유량 제어는 다양한 방법으로 실행될 수 있다. 지금까지 표면이나 그 근처에서의 산소 함유량이 요오크링 내에서의 산소 함유량과 최소한 달라야만 한다는 것을 기술했다. 요오크링의 내부 산소 함유량과 다른 산소 함유량을 가지는 표면에서의 층의 두께가 상기 물질의 파괴한도를 초과하는 기계적 응력을 형성하기에는 너무 얇다는 측정이 행해질 경우에 상기 물질 차이점이 수용될 수 있다. 이러한 상황은 예를 들어 적어도 4.75gcm-3밀도의 MnZn-페라이트 경우에 있어서, 요오크링을 충분히 높은 밀도로 제공하므로써 도달될 수 있다.
편향 유니트와 사용하기 위한 고리형 코어에 관한 본 발명의 몇몇의 실시예는 이하 첨부된 도면 및 그에 따른 설명을 참조로 더욱 상세히 기술될 것이다.
제1도는 흑색 혹은 칼라 텔레비젼용 표시관(1)의 개략 종단면도이다. 이는 실린더형 넥크부(2)와, 표시 스크린(4)에 의해 전면(제1도의 좌측면)에서 폐쇄된 나팔모양으로 인접되어 있는 부분(3)으로 구성된다. 넥크부(2)에는 전극 시스템(5)이 도시되는데, 여기서 하나의 전자빔(흑백 표시관의 경우)혹은 한 평면(칼라 텔레비젼의 경우)에서 연장된 3개의 전자빔이 발생될 수 있다. 넥크부(2)가 나팔 모양의 부분(3)내로 변하는 영역에서, 관(1)을 동축적으로 에워싸는 편향 코일 시스템(6)이 관(1)상에 제공되어 있고 이 시스템은 수평 방향으로 전자빔을 편향시키기 위한 제1쌍(안장 형태(Saddle-type))의 편향 코일(7 및 7'), 수직방향으로 전자 빔을 편향시키기 위한 제2쌍의 편향 코일(8 및 8') 및 이 한쌍의 코일(8 및 8')을 지지하는 요오크링(9)으로 구성되어 있다. 제1도에 도시된 바와 같이, 편향 코일(7 및 7')과 요오크링(9)의 형태는 표시관(1)의 나팔모양의 부분에 적합하다. 수평 편향 코일(7 및 7')은 수평 편향 평면의 어느 한측면상에 위치되는데, 이 평면은 칼라 텔레비젼관의 경우에 있어서 3개의 연장되는 평면과 일치한다. 수직 평향 코일들(8 및 8')은 상기 수평 편향 평면의 어느 한측면상에 위치된다. 수직 편향 평면은 상기 수평 편향 평면에 직각으로, 이로서 도면의 평면과 일치된다.
요오크링(9)은 소결 산화 강자성 물질로 제조되는데 나팔모양을 가지므로써 작은 동작 범위를 가지는 편향 코일쌍(7 및 7')에 적합하다.
제2a도는 본 발명에 따른 편향 유니트용 요오크링을 통과하는 배면도이며, 제2b도는 종단면도이다. 본 발명의 경우에 있어서, 상기 도면은 2개의 절반부로 구성되며 86mm의 최대 외측 직경(컵측상에서)과 54mm의 최소 직경(넥크측상에서)을 지는 요오크링(10)에 관한 것이다. 사용되는(90°) 편향 유니트는 하이브리드 형태로서, 즉 토로이달 필드 코일(toroidal field coil)이 각각의 요오크링 절반부상에 감겨져 있다. 코일이 각각의 요오크링 절반부상에 감겨진 이후에, 절반부들은 예를 들어, 시아노아크리레이트(cyanoacrylate)와 같은 접촉 접착제에 의해 함께 고착된다.
제3a도는 본 발명에 따른 편향 유니트용 요오크링을 통과하는 배면도이며, 제3b도는 종단면도이다. 본 발명의 경우에 있어서, 상기 도면은 한조각으로 형성된 요오크링(11)에 관한 것으로서, 이 요오크링은 113mm의 최대 외경 및 57.5mm의 최소 외경을 가진다. 요오크링의 벽두께는 4mm이다. 사용되는 110°7)칼라 편향 유니트는 2중 안장 형태(double-saddle type)로서, 즉 라인 및 필드 편향 코일 시스템 모두는 다 같이 안장 형태로 요오크링에 의해 함께 둘러싸여진다.
제4a도는 본 발명에 따른 편향 유니트용 요오크링을 통과하는 배면도이며, 제4b도는 종단면도이다. 본 발명의 경우에 있어서, 상기도면은 한조각으로 형성된 요오크링에 관한 것으로 이 요오크링은 그 최대폭 단부에서 54mm의 외경을 가진다. 요오크링(12)의 벽두께는 3mm이다. 종래의 요오크링의 두께는 6mm이었다. 비교적 긴 실린더형 넥크부로 인해 상기 요오크링은 제조장 매우 까다로운 제품이다. 요오크링(12)이 사용되는 편향 유니트는 흑백 데이타 그래픽 표시 장치이다.
요오크링의 소결/냉각 처리 동안의 기계적 응력의 발생은 여러가지 방법으로 방지되는데, 그중 2가지의 실제적인 방법은 다음과 같다.
1) 예를 들어 공기중에서, 소결에 따라, 인가된 산소 압과 페라이트의 평형 압간의 차이가 양호하기로 대략 0.06MPa보다 크지 않은 낮은 소결 온도의 사용이 한가지 방법인데, 이러한 결과 용광로내 분위기의 감소 특성이 충분히 낮다. 이러한 방법에 있어서, 페라이트 물질은 소량일 산소를 잃게 되는데 이 결과 냉각 동안 약간 산소 흡입의 경향을 띠게 된다. 이러한 방법은 상기 물질의 자기 특성 감쇄가 또한 바람직하지 않을 경우 양호하게 선택된다.
2) 또 한 방법은 소결 처리동안의 비교적 높은 밀도의 실현이다. 이 결과, 냉각 처리동안 산소 침투는 극히 얇은 표면층으로 제한되는 식으로 방지되는데 상기층의 두께는 물질의 파괴한도 즉 대략 14MPa를 초과하는 기계적 응력을 형성하기에는 너무작다. 이러한 해결책은 소정 크기의 감쇄가 요오크링 물질의 자기 특성에 대하여 바람직할 경우 양호하게 선택된다.
상기 2개의 실시예를 이하 기술한다.
가) 마그네슘 아연 페라이트의 요오크링은 가공하지 않은 물질인 산화 마그네슘, 산화 아연 및 산화 철을 소정의 비로 혼합시켜 대략 1150℃의 온도에서 예열함으로써 제조된다. 분쇄 단계(grinding step) 이후, 확산-건조 단계가 실행되어, 압축성 분말을 산출한다. 건조 압축 처리에 의한 성형(shaping) 처리 이후에, 직접적으로 가열되는 가스 용광로내에서 소결이 수행되는데 최대 온도는 대략 1260℃이며 용광로 내분위기의 산소 함유량은 8과 21사이가 된다. 냉각 처리후에, 제품은 기계적 응력을 받지 않게 되며, 기계적 분쇄처리에 대하여도 충분히 강하게 된다. 선택된 실시예의 요오크링의 주요 칫수는 높이가 대략 44mm이며, 내측 넥크직경은 약 47mm이고, 내측 컵 직경은 대략 87mm이며, 벽두께는 3mm가 된다. 상기 링의 중량은 대략 120g이 되며, 이에 비교할만한 종래의 링의 무게는 대략 250g이나 된다.
나) 산화 아연 페라이트 요오크링은 가공하지 않은 물질인, 산화망간, 산화아연 및 산화철을 소정의 비로 혼합시켜 대략 180℃의 온도에서 예열시켜 제조된다. 분쇄 단계 이후에, 확산-건조 처리가 수행되어, 압축성 입자를 산출한다. 성형 처리는 건조-압축 처리에 의해 수행된다. 그 다음의 소결 처리는 전술한 실시예와 같은 범위내이지만 약간 낮은 산소 함유량을 가지고 대략 1350℃ 온도에서 직접 가열되어 가스 소성된(gas-fired) 용광로에서 수행된다. 이 결과 4.75g/㎤보다 낮지 않는 밀도가 발생된다. 냉각 처리 이후에, 요오크링은 기계적 응력을 받지 않게 되며 따라서 기계적 분쇄 처리에 대하여도 충분히 강하게 된다. 선택된 실예의 링의 주요 칫수는 높이가 대략 55mm이고, 내측 직경 넥크부가 대략 45mm이며, 내측 직경 컵이 대략 85mm이고, 벽두께는 2mm이다. 링의 무게는 대략 120g이며, 종래 링의 무게는 대략 360g이다. 얇은 벽의 요오크링의 제조에 적합한 다른 물질의 예로는 LiZn 페라이트 및 NiZn 페라이트가 있다.
본 발명은 또한 촬상관용 편향 유니트에 관한 것이다. 제5도는 타켓(14) 및 외부 접속 수단(15)을 포함하는 촬상관(13)을 개략적으로 도시한다. 편향 코일 시스템(16)을 포함하는 편향유니트는 촬상관(13) 주위에 제공된다. 포커싱 코일(17)도 역시 촬상관(13) 주위에 제공된다. 높은 라인을 가진 TV 카메라, 예를 들어 고품위(Hight-Definition)의 TV(2000 라인)용 카메라에 사용하는데 있어, 전술한 시스템은 많은 장점을 준다.
뮤-메탈 스크리닝 실린더(mu-metal screening cylinder) 혹은 뮤-메탈 롤(mu-metel roll)은 종래에는 촬상관의 코일 시스템 주위에 제공되어 한편으로는 편향계가 증가되며, 다른 한편으로는 스크리닝이 외부 간섭계(그중에서도 지구 자계(earth's magnetic field)에 대하여 형성된다. 편향계는 교번자계(altenating field)가 되어 특히 고주파수를 가진 수평 편향계는 뮤-메탈의 낮은 저항성에 기인하여 통상의 뮤-메탈 스크리닝의 간섭 와류(interferance eddy current)와 연관되게 된다. 이는 심각한 선형성 에러와 편향계의 왜곡으로 표시된다. 이는 인공위성 항해용 특별한 촬상관(소위 디스섹트관(dissector tube)의 경우에 있어서 특히 바람직하지 않는 현상이다. 상기 인공위성용의 사용을 위하여 편향계는 전류가 가능한한 선형이어야 한다. 원칙상, 자기 유도가 편향 코일로 통하는 전류와 같은 시간의 함수라야 한다. 전기적으로 전도성 물질인 실린더가 상기 자계에 제공되는 경우, 그에 따라 유도변화가 일어나 주 전류 형태와 다르게 된다.
상기 와류는 표시관용 편향 유니트내에서 사요되는 바와 같이, 자계 증폭용 페라이트 링(18)을 사용하므로써 최소화 될 수 있다. 바람직하게는 뮤-메탈 스크린닝(19)은 상기 페라이트 링(18) 주위에 제공될 수 있다.
매우 한정된 공간에서만 페라이트 링(18)을 제공하는 것이 유용하기 때문에, 얇은 벽의 페라이트 링을 제공하는 것이 본 발명의 중요한 요지가 된다. 6mm의 벽두께를 가진 페라이트 링이 사용 될 수 없는 경우, 예를 들어 2mm 벽두께를 가진 페라이트 링이 자주 실제로 사용될 수 있다.
음극선관용 편향 유니트 및 이에 사용을 위한 고리형 코어

Claims (11)

  1. 제1 및 제2편향 코일(7,7',8'8')로 된 편향코일 시스템과 소결산화 강자성 물질로된 고리형 코어(9) 형태의 코일 요오크를 포함하고 있는 음극선관(1)용 편향 유니트(6)에 있어서, 상기 고리형 코어(9)의 벽두께가 6mm 이하이며, 상기 고리형코어 표면 또는 그 근처에서의 상기 강자성 물질의 산소 함유량이 상기 고리형 코어(9)의 나머지 부분내의 산소 함유량과 거의 같아서 고리형 코어가 거의 응력을 받지 않는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향유니트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고리형 코어(9)의 벽두께가 2 내지 4mm 범위에 있는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향 유니트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고리형 코어(9)는 2개의 절반부로 구성되며, 접착제에 의해 함께 접착되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향 유니트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 접착제 층의 두께가 10μm인 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향 유니트.
  5. 제1 및 제2편향 코일(7,7',8,8')로 된 편향코일 시스템과 소결 산화 강자성 물질로된 고리형 코어(9) 형태의 코일 요오크를 포함하고 있는 음극선관(1)용 편향 유니트(6)에 있어서, 상기 고리형 코어(9)의 벽두께가 6mm 이하이며, 상기 고리형 코어(9)는 그 표면에서 하나의 층을 가지며, 이 층에서의 산소 함유량이 상기 고리형 코어(9)의 나머지 부분에서의 산소함유량과 실질적으로 다르며 이에 따라 상기 층의 두께가 상기 고리형 코어(9)가 사실상 응력을 받지 않게끔 작게 되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향 유니트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 로리형 코어(9)는 Mn-Zn 페라이트로 구성되며, 최소 4.7g/cm의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향 유니트.
  7. 제5항에 있어서, 상기 고리형 코어의 벽두께가 2 내지 4mm 범위에 있는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향 유니트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 고리형 코어(9)는 2개의 절반부로 구성되며 접착제에 의해 함께 접착되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향 유니트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 접착제층의 두께가 최대 10mm인 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향 유니트.
  10. 제2항 내지 4항중 어느 한항에서 청구한 바와 같은 편향 유니트(6)에 사용하기 위한 고리형 코어.
  11. 제6항 내지 9항중 어느 한항에서 청구한 바와 같은 편향 유니트(6)에 사용하기 위한 고리형 코어.
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