KR940006303B1 - 종횡비가 16×9인 면판을 구비한 음극선관 - Google Patents

종횡비가 16×9인 면판을 구비한 음극선관 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

종횡비가 16×9인 면판을 구비한 음극선관
제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 새도우마스크 칼라 수상관을 축방향으로 절단한 측면도.
제2도는 제1도에 있는 수상관의 면판을 나타낸 정면도.
제3도는 제2도에 있는 면판 내부면을 나타낸 투시선도.
제4도, 제5도 및 제6도는 본 발명의 범위내에 포함된 면판 윤곽의 실시예를 나타낸 투시선도.
제7도, 제8도 및 제9도는 각각 면판의 단축, 장축 및 대각선을 따라 절취한 제2도의 면판에 대한 반단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 음극선관 11 : 엔벨로프
12 : 면판패널 14 : 네크
15 : 퍼널 16 : 애노드 버튼
17 : 유리질 18 : 뷰잉 면판
20 : 측벽 22 : 스크린
24 : 새도우마스크 28 : 전자비임
30 : 요크
본 발명은 음극선관(CRT)에 관한 것으로서, 특히, 대략 16×9의 종횡비를 갖는 음극선관 뷰잉(viewing) 면판의 표면 윤곽에 관한 것이다.
4×3 종횡바를 가진 현재 CRT에서 사용되는 것으로 수개의 다른 면판 윤곽이 있다. 2개의 일반적인 윤곽은 구형 및 원주형이다. 현재 이용되고 있는 다른 윤곽은 2-방사 윤곽 및 2-방사 윤곽의 보다 복잡한 변형을 포함한다. 최근에 개발이 시작된 음극선관은 16×9의 종횡비를 갖는다. 현재에는 고선명 텔레비젼(HDTV)에 요구되는 것으로서 소정의 조건을 만족시키는 16×9의 종횡비를 갖는 CRT의 면판 윤곽을 설계할 필요가 있다.
칼라 수상관 같은 음극선관이 HDTV에서 사용될 경우에는 몇가지 특징을 가져야 한다. 첫째로, 음극선관의 면판 윤곽은 가능한한 평평하여야 한다. 음극선관은 장치 HDTV 표준을 만족시킬 수 있을 정도의 충분한 해상도를 가져야 한다. 또한, 음극선관은 고전자 비임 전류밀도에서 양호한 칼라순도 및 백색 균일성을 가져야 한다. 음극선관은 라스터 왜곡을 보정하는 추가의 회로에 대한 필요성을 제거하기 위해 최적화된 라스터 기하학적 구조를 갖는 것이 바람직하다. 음극선관은 그 무게 및 비용을 절약하기 위해 최소 두께를 갖는 유리를 사용하면서도 양호한 내파 보호성을 가져야 한다. 마지막으로, 음극선관은 라인 스크린 및 도트 스크린에도 이용가능해야 한다.
상기 특징은 면판 윤곽 및 면판 패널 설계에 영향을 미치게 된다(면판 패널은 면판뿐만 아니라 그 면판으로부터 연장하는 주변 측벽을 포함한다). 몇개의 소망하는 특징은 하나의 특징이 제공될 경우에 다른 특징이 역으로 영향을 받는다는 점에서 다른 특징들과 조화되지 않는다. 면판의 윤곽을 제공하는 본 발명은 어떤 특정한 특징이 최적화되지 않을 경우에도, 상기 특징 모두를 어느 정도까지 달성할 수 있는 절충안을 얻을 수 있다.
본 발명의 명세서 및 특허청구의 범위에 있어서, 등가반경(equivalent radius)이란 용어가 사용된다. 여기서 등가반경이란 용어를 사용한 것은 면판의 임의의 단면에 대한 윤곽 곡률이 원형이란 것을 나타내려고 한것은 아니다. 그러한 윤곽은 보다 복잡하며 본 명세서에 있는 식에 의해서만 정의될 수 있다. 등가반경이란 용어는 면판의 중심과 뷰잉 스크린의 경계면에 있는 면판의 맨끝을 접하도록 그려진 원의 반경을 의미한다.
본 발명은 2개의 가로측면과 2개의 세로측면을 가지며, 가로측면의 길이와 세로측면의 길이에 대한 비율이 대략 16 대 9인 장방형 면판을 포함한 음극선관의 개량 발명이다. 음극선관은 2개의 가로측면에 평행하는 장축과 2개의 세로측면에 평행하는 단축을 포함한다. 개량된 음극선관에서는 장축에 따른 면판 곡률의 등가반경과 단축에 따른 면판 곡률의 등가반경에 대한 비율이 대략 1.5 내지 1.6의 범위이고, 면판의 가로측면에 따른 면판 곡률의 등가반경과 장축에 따른 면판 곡률의 등가반경에 대한 비율이 대략 1.12 내지 1.15의 범위이며, 면판의 가로측면에 따른 면판 곡률의 등가반경과 세로측면에 따른 면판 곡률의 등가반경에 대한 비율이 대략 1.30 내지 1.36이다.
제1도는 장방형 퍼널(15)에 의해 접속된 장방형 면판 패널(12) 및 관형 네크(14)를 구비한 유리봉합구 혹은 엔벨로프(11)를 갖는 장방형 칼라수상관(10)을 도시한 것이다. 퍼널(15)은 애노드 버튼(16)에서 네크(14)까지 연장하는 내부 도전막(도시안됨)을 갖는다. 패널(12)은 유리질 원료(17)로 퍼널(15)에 밀봉된 원주형 플랜지 즉 측벽(20)과 장방형 뷰잉 면판(18)을 구비한다. 삼색형광스크린(22)은 면판(18)의 내표면에 피복된다. 스크린(22)은 삼각형으로 배열된 형광선을 갖는 라인 스크린이 바람직하며, 각각의 삼각스크린은 삼색의 형광선을 각각 포함한다. 이와는 달리, 스크린은 도트스크린으로 할 수 있으며 광흡수 매트릭스를 포함할 수도 있다. 다수의 구멍을 가진 색상 선택 전극 혹은 새도우마스크(24)는 스크린(22)에 대해 소정의 간격으로 탈착가능하게 장착된다. 제1도에서 점선으로 개략도시된 전자총(26)은 마스크(24)를 통해 스크린(22)으로 수렴하는 경로를 따라 3개의 전자비임(28)을 발생하기 위해 네크(14)의 중심 내부에 장착된다.
제1도의 음극선관은 외부 자기편향요크, 즉 퍼널과 네크와의 접합부 근방에 도시된 요크(30)를 사용할 수 있도록 설계되어 있다. 요크(30)는 활성화될 때 3개의 비임(28)을 자계에 영향받게 하여 이들 비임으로 하여금 스크린(22)상의 장방형 라스터에 수평 및 수직으로 주사하게 한다. 초기의 편향평면(제로 편향에서)은 오크(30)의 중심부에 있다. 수상관의 편향영역은 프린지 자계로 인하여, 요크(30)로부터 전자총(26)의 영역으로축방향 연장한다. 설명을 간단히 하기위해, 제1도에서는 편향영역에서 편향된 비임경로의 실제곡률을 도시하지 않았다.
제2도에 도시된 바와 같이, 장방형 면판(18)은 2개의 직교축, 즉 장축 X 및 단축 Y와 대각선 D을 포함한다. 면판(18)에 대한 2개의 가로측면 L은 장축 X과 실질적으로 평행하고, 2개의 세로측면 S는 단축 Y와 실질적으로 평행하다.
제3도는 면판(18)의 내표면에 대한 주요 등가반경들을 도시하고 있다. 장축의 등가반경은 RX로 표시되고, 단축의 등가반경은 RY로 표시된다. 면판의 각 가로측면에 대한 등가반경은 RL로 표시되고, 각각의 세로측면에 대한 등가반경은 RS로 표시된다. 각각의 면판 대각선에 대한 등가반경은 RD로 표시된다.
면판(18)의 내표면에 대한 윤곽은 다음 식으로 정의된다.
Z=C(1)X2+C(2)X4+C(3)Y2+C(4)X4Y2+C(5)Y4………………………식(1)
여기서, Z는 면판 내표면 윤곽의 중심에 접하는 평면으로부터의 거리이다.
X는 면판 내표면 윤곽 중심으로부터 장축방향으로의 거리이며 Y는 상기 중심으로부터 단축 방향으로의 거리이다.
C(1) 내지 C(5)는 면판의 대각선 치수에 의존하는 계수이다.
대각선 치수가 66cm인 뷰잉 스크린을 갖는 음극선관 면판의 경우, 바람직한 계수 C(1) 내지 C(5)는 표1에서 예시되어 있다. X와 Y 치수는 표1의 계수를 사용하기 위해 밀리미터 단위의 치수로 하여야 한다.
[표 1]
C(1)= 0.338678×10-03
C(2)= 0.629894×10-09
C(3)= 0.603681×10-03
C(4)=-0.222411×10-13
C(5)= 0.172513×10-09
표 1에서 주어진 C(1) 내지 C(5) 값을 이용한 식(1)은 본 발명의 범위내에 있는 66cm의 대각선 음극선관에 대한 면판 윤곽의 실시예를 정의한다. 본 발명의 범위내에 있는 다른 크기의 음극선관에 대한 윤곽은 다음식을 이용하여 계수 C(1) 내지 C(5)를 스케일링(scaling)함으로써 결정될 수 있다.
C'(I)=K·C(I)÷F[J(I)+L(I)-1]…………………………………………식(2)
여기서, C'(I)는 다른 크기의 음극선관에 대한 수정 계수이다.
C(I)는 표1에 상당하는 계수이다.
F는 다른 크기의 음극선관에 대한 뷰잉 대각선과 동일한 66cm로 나누어진 cm 단위의 스케일 인자이다.
K는 면판의 내부표면 윤곽의 곡률을 1 또는 1에 가깝게 변화시키는 인자이다.
J(I)와 L(I)는 식(1)의 C(1) 내지 C(5)와 연관된 X와 Y의 각 거듭 제곱이다.
식(2)를 이용할 경우, 식(1)은 다음과 같이 일반화된 형태로 다시 쓸수 있다.
Z=∑IC(I)·K/FJ(I)+K(I)-1·XJ(I)·YK(I)………………………………식(3)
식 3은 소정 크기(스케일 인자 F에 의해 상하로 스케일링 되는 경우)와 충분한 평판율의 패널면판 16/9계열이 기술되어 있는데, 이 경우에는 평판율 인자 K가 다음의 범위내에서 선택된다.
그 범위는 0.95＜K＜1.10이다.
여기서, K=1은 A66 16/9의 기준 음극선관을 적용한 것이다.
K＜1은 기준 음극선관보다 평평한 면판을 나타낸다.
K＞1은 기준 음극선관보다 곡률이 큰 면판을 나타낸다.
예를들면, 76cm의 뷰잉 대각선을 가진 음극선관의 스케일인자 F는 76/66이다. K가 1보다 클 경우, 즉 1.05일 경우, 면판 윤곽의 곡률은 66cm 면판에 비해 약간 크게 된다. K가 1보다 작을 경우에는 면판의 곡률이 66cm 면판에 비해 작게 된다.
66cm 같은 선택된 크기의 경우, 여기서, K인자가 0.95 및 1.10 사이에서 변화될 때 F=1, 일군의 면판은 제4도에 도시된 바와 같이, 정밀한 범위인 "한무리"내에 분포된 것으로 기술된다. 도시된 정밀곡선으로 부터의 일부 편차가 있을 수 있지만 이는 여전히 본 발명의 범위내에 포함된다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 대각선 범위에서의 면판 곡선(40)은 제5도에 도시된 바와 같다. 면판의 대각선은 F=1이므로 66cm이지만, 식(1)은 한무리의 다른 곡선으로부터 곡선(40)을 변화시키기 위해 다소 수정된다. 곡선(40)이 본 발명을 이용하는 면판의 윤곽을 나타내는가 아니면 본 발명의 범위 이외인 몇몇 다른 형태의 윤곽을 나타내는가를 결정하는 것이 바람직하다. 이러한 결정을 내리기 위해서, 곡선(40)은 한무리의 곡선들중 가장 근사적 곡선과 비교된다. 근사 곡선은 곡선 무리내에 속해 있는 한 곡선이며, 곡선(40)과 최소 델타 δ 차이를 갖는다. 곡선(40)과 비교되기에 가장 알맞는 면판 곡선은 제6도에 도시된 바와 같이, 최대 양수 δ가 최대 음수 δ와 동일한 즉 δ(+)=δ(-)인 곡선이다. 제6도의 대각선 단면에 따르면, δ은 면판의 여러 X, Y 위치에서 계산된다. 본 발명의 범위에 있는 곡선(40)의 경우, 델타 δ값은 적당한 값 혹은 허용오차 ε을 초과하지 않아야 한다.
|δ|≤ε
여기서 허용오차는 대각선을 따라 중심에서 종점까지 초대 하락(drop)ZP의 2.5%로 한정된다.
ε=0.025ZP
16/9 종횡비를 갖는 66cm 음극선관의 경우, ZP는 4.27mm이다. 따라서, ε=0.025·41.27=1.3mm이다. 앞에서 기술된 최적의 윤곽 절충값을 얻기 위해 임계되는 소정의 근사 비율이 있다. 이들 비율중 제1비율은 장축 X에 다른 등가반경 RX와 단축 Y에 따른 등가반경 RY에 대한 비율이다. 이 비율 RX/RY의 바람직한 범위는 1.5 내지 1.6이다. 제2비율은 윤곽의 가로측면 등가반경 RL과 세로측면 등가반경 RS에 대한 비율이다. 이 비율 RL/RS의 바람직한 범위는 1.30 내지 1.36이다. 제3비율은 가로측면의 등가반경 RL과 장축에 따른 등가반경 RX에 대한 비율이다. 이 비율 RL/RX의 바람직한 범위는 1.12 내지 1.15이다. 상기 주어진 계수를 갖는 식(1), 식(2) 및 식(3)은 이들 임계 비율내에 포함된 내부 표면의 면판 윤곽을 제공한다.
66cm 대각선 음극선관에 대해 표 1의 계수를 갖는 식(1)의 윤곽을 이용할 경우, 면판 내부 윤곽의 여러 등가반경은 표 2에 주어진다.
[표 2]
RX=1295mm
RY=830mm
RL=1476mm
RS=1107mm
상기 정의된 66cm 음극선관에 대한 비율은 RX/RY=1.56, RL/RS=1.33, 및 RL/RX=1.14이다.
제7도, 제8도 및 제9도는 단축 Y, 장축 X 및 대각선 D에 따른 면판 패널(12)의 단면을 각각 도시하고 있다. 면판(18)과 측벽(20)의 접합부에 있는 패널(12)의 두께는 문자 T로 표시되고, 측벽의 높이는 문자 H로 표시되며, 면판 내표면의 등가반경은 문자 R로 표시된다. 측벽의 높이는 다음관계와 같다 : HY＞HX＞HD. 면판의 두께는 그 면판 중심에서 측면으로 갈수록 증가한다. 상기와 같은 증가를 쐐기형 증가라 한다. 이렇듯 면판 패널의 두께를 쐐기형으로 증가시키는 이유는 음극선관이 진공화될 때 대기압을 견디는데 필요한 강도를 제공하기 위해서이다. 면판의 외표면은 유리패널 두께의 쐐기형 증가로 인해 내표면에 비해 곡률이 약간 작다는 것을 제외하고는 내표면의 윤곽과 유사하다.

Claims (5)

  1. 가로측면의 길이와 세로측면의 길이의 비율이 16 대 9인 상기 가로측면과 세로측면이 각각 2개씩 있고 상기 2개의 가로측면에 평행한 장축과 상기 2개의 세로측면에 평행한 단축이 있는 장방형 면판을 포함하는 음극선관에 있어서, 장축(X)에 따른 면판 곡률(RX)의 등가반경과 단축(Y)에 따른 면판 곡률(RY)의 등가반경에 대한 비율(RX/RY)이 1.5 내지 1.6의 범위이고, 면판(18)의 가로측면에 따른 면판 곡률(RL)의 등가반경과 장축에 따른 면판 곡률의 등가반경에 대한 비율(RL/RX)이 1.12 내지 1.15 범위이며, 면판의 가로측면에 따른 면판 곡률의 등가반경과 세로측면(S)에 따른 면판 곡률(RS)의 등가반경에 대한 비율(RL/RS)이 1.30 내지 1.36의 범위인 것을 특징으로 하는 음극선관.
  2. 가로측면의 길이와 세로측면의 길이의 비율이 16 대 9인 상기 가로측면과 세로측면이 각각 2개씩 있고 상기 2개의 가로측면에 평행한 장축과 상기 2개의 세로측면에 평행한 단축이 있는 장방형 면판과, 장방향 면판의 내표면상에 장방형 뷰잉 스크린을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 면판(18)은 다음식으로 정의된 내표면 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관.
    Z=C(1)X2+C(2)X4+C(3)Y2+C(4)X4Y2+C(5)Y4
    여기서, Z는 내표면 윤곽의 중심에 접하는 평면으로부터의 거리이며, X와 Y는 상기 중심으로부터 각각 장축(X) 및 단축(Y) 방향으로의 거리를 나타내고, C(1) 내지 C(5)는 면판상의 뷰잉 스크린(22)의 대각선 치수에 의존하는 계수이다.
  3. 제2항에 있어서, 상기 뷰잉 스크린(22)은 66cm의 대각선 치수와 다음과 같은 계수 C(1) 내지 C(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관.
    C(1)= 0.338678×10-03
    C(2)= 0.629894×10-09
    C(3)= 0.603681×10-03
    C(4)=-0.222411×10-13
    C(5)= 0.172513×10-09
    여기서, X와 Y에 대한 값은 밀리미터 단위이다.
  4. 가로측면의 길이와 세로측면의 길이의 비율이 16 대 9인 상기 가로측면과 세로측면이 각각 2개씩 있고 상기 2개의 가로측면에 평행한 장축과 상기 2개의 세로측면에 평행한 단축이 있는 장방형 면판과, 장방향 면판의 내표면상에 장방형 뷰잉 스크린을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 면판(18)은 다음식으로 정의된 내표면 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관.
    Z=C'(1)X2+C'(2)X4+C'(3)Y2+C'(4)X4Y2+C'(5)Y4
    여기서, Z는 내표면 윤곽의 중심에 접하는 평면으로부터의 거리이며, X와 Y는 상기 중심으로부터 각각 장축(X) 및 단축(Y) 방향으로의 거리를 나타내고, C'(1) 내지 C'(5)는 면판상의 뷰잉 스크린(22)의 대각선 치수에 의존하고 다음식으로 정의되는 계수이다.
    C'(I)=K·C(I)÷F[J(I)+L(I)-1]
    여기서, F는 음극선관의 뷰잉 스크린의 뷰잉 대각선과 동일한 66cm로 나누어진 cm 단위의 스케일인자이고, K는 면판의 내표면 윤곽의 곡률을 변화시키는 인자이며, J(I)와 L(I)는 계수 C(1) 내지 C(5)와 관련된 X와 Y의 각 거듭 제곱이고, 계수 C(1) 내지 C(5)는 다음과 같다.
    C(1)= 0.338678×10-03
    C(2)= 0.629894×10-09
    C(3)= 0.603681×10-03
    C(4)=-0.222411×10-13
    C(5)= 0.172513×10-09
    여기서, X와 Y는 밀리미터 단위이다.
  5. 가로측면의 길이와 세로측면의 길이의 비율이 16 대 9인 상기 가로측면과 세로측면이 각각 2개씩 있고 상기 2개의 가로측면에 평행한 장축과 상기 2개의 세로측면에 평행한 단축이 있는 장방형 면판과, 장방형 면판의 내표면상에 장방형 뷰잉 스크린을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 면판(18)은 다음식으로 정의된 내표면 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 음극선관.
    Z=∑IC(I)·K/FJ(I)+K(I)-1·XJ(I)·K(I)
    여기서, Z는 내표면 윤곽의 중심에 접하는 평면으로부터의 거리이며, X와 Y는 상기 중심으로부터 각각 장축(X) 및 단축(Y) 방향으로의 거리를 나타내고, C(1) 내지 C(5)는 면판상의 뷰잉 스크린(22)의 대각선 치수에 의존하는 계수이며, F는 음극선관의 뷰잉 대각선과 동일한 66cm로 나누어진 cm 단위의 스케일인자이고, K는 면판의 내표면 윤곽의 곡률을 변화시키는 인자이며, J(I)와 L(I)는 계수 C(1) 내지 C(5)와 관련된 X와 Y의 각 거듭 제곱이다.
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