KR970001588B1 - 유해파 흡수형 칼라 브라운관 - Google Patents

Abstract

내용 없슴.

Description

유해파 흡수형 칼라 브라운관

제1도는 칼라 브라운관의 도밍 현상을 설명하는 단면도.

제2도는 종래의 문제점을 보이는 섀도우 마스크의 부분 확대 단면도.

제3도는 파장과 X선 발생 강도간의 관계를 보이는 그래프.

제4도는 본 발명에 의한 섀도우 마스크의 한 구성을 보이는 단면도.

제5도는 본 발명에 의한 섀도우 마스크의 다른 구성을 보이는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

M : 섀도우 마스크(shadow mask) B : 전자빔(electron beam)

X : X선(X-ray) L1 : 프리트층(frit layer)

L2 : 제2프리트층

본 발명은 칼라 브라운관에 관한 것으로, 특히 유해파를 흡수하는 칼라브라운관에 관한 것이다.

칼라브라운관은 전자총 어셈블리에서 발사된 전자빔(electron beam)을 색선별 수단을 통해 형광면을 구성하는 각 형광체에 선별적으로 인가함으로써 칼라 화상을 표시하는 장치이다.

색선별 수단으로 가장 널리 사용되고 있는 것은 제1도에 도시된 바와 같은 섀도우 마스크(shadow mask;M)인바, 이 섀도우 마스크(M)에는 어퍼츄어(aperture) 또는 슬릿(slit)형의 다수의 색선별 구멍(A)이 형성되어 있어서 전자총 어셈블리(G)에서 발사된 전자빔(B)을 패널(panel;P) 내면의 형광면으로 인가시키도록 되어 있다.

이와 같은 섀도우 마스크(M)는 다공성 박판이므로 자체적인 형상유지 능력이 거의 없으므로 일반적으로 프레임(frame;F)에 의해 지지되어, 마스크(M)-프레임(F)조립체로서 패널(P) 내측에 지지된다.

그런데 전자총 어셈블리(G)에서 발사된 전자빔(B)은 약 25%정도만이 섹선별 구멍(A)을 통해 패널(P)내면의 형광면에 도달하게 되고 나머지는 섀도우 마스크(M)에 충돌하여 유리전자나 열전자가 됨으로써 섀도우 마스크(M)를 팽창시키게 된다. 특히 브라운관의 작동 초기에는 프레임(F)에 충분한 열전달이 되지 않아 섀도우 마스크(M)는 4변 구속상태로 팽창하게 되고, 이에 따라 점선과 같이 패널(P)측으로 볼록한 면외(面外)변형을 하게 되는데, 이를 통상 도밍(doming)현상이라 호칭한다.

이러한 도밍 현상에 의해 전자빔(B)의 랜딩(landing)위치가 변화되어 화상의 색순도(color purity)가 저하되는데, 이를 해결하기 위해 프레임(F)에는 바이메탈(bimetal)이 설치되어 섀도우 마스크(M)를 패널(P)측으로 전진시켜 주는 기술이 일반적으로 사용되고 있다.

특히 고해상도와 표시정보와 정확성을 요구하는 칼라 모니터(CDT) 등에 있어서는 섀도우 마스크(M)자체의 열팽창을 방지하는 기술구성도 사용되고 있는데, 그 방법으로는 섀도우 마스크(M)의 재질을 열팽창율이 낮은 인바(Invar)강을 사용한다든가 제2도에 도시된 바와 같이 섀도우 마스크(M)의 전자총 어셈블리(G)측에 프리트층(frit 層: L)를 도포하는 방법등이 사용되고 있다.

프리트는 소정의 성분들을 포함하는 결정성 분말유리 용액으로서 섀도우 마스크(M)의 내면에 도포된 뒤 소결(燒結)되어 프리트층을 형성함으로써 섀도우 마스크(M)의 열팽창을 억제하고 전자빔(B)의 충돌에 의한 발생열이 섀도우 마스크(M)에 전달되지 않도록 차단하는 역할을 수행한다.

그런데 상술한 바와 같이 프리트층(L)을 도포한 섀도우 마스크(M)를 구비한 칼라 브라운관에서는 형광면에 랜딩된 전자빔(B)이 원형의 스포트(spot)를 그리지 못하고 찌그러질 뿐 아니라 다른 방식의 칼라 브라운관에 비해 X선(X) 방사량이 더 크다는 문제가 발견되었다. 이러한 X선(X)은 전자파 공해의 주된 요인으로서 두통이나 안구충혈,결막염등 소위 CDT증후군을 야기하게 되므로 칼라브라운관의 사용에 많은 장애를 초래하고 있었다.

이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 X선 등의 유해파의 방출을 차단하고 전자빔의 왜곡을 방지할 수 있는 유해파 흡수형 칼라 브라운관을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명자는 종래의 칼라 브라운관에 있어서 유해파의 방출과 전자빔의 왜곡이 발생되는 원인을 고찰해 보았다.

프리프(L)는 납유리 계통의 분말유리로서 SiO₂를 베이스(base)로 하여 PbO, ZnO, B₂O₃등을 주성붐으로 포함하고 있다. 섀도우 마스크(M)는 순철 또는 인바강등 Fe를 주성분으로 하고 있는바, 프리트층(L)에 포함된 Pb는 섀도우 마스크(M)의 Fe에 비해 여기(excitation) 파장이 매우 짧다. 이를 제3도를 통해 살펴보면, 먼저 도면의 횡축은 파장(X)이며 종축은 방사강도(I)이다. 소정의 에너지가 입력되면 Pb와 Fe는 각각 여기되어 소정의 파장의 전자파를 방출하게 되는데, Pb는 Fe보다 상당히 짧은 파장(λf)에서 방사강도(I)가 완만한 피이크를 이루게 된다. 즉 Pb는 Fe보다 단파장의 전자파, 즉 X선을 강하게 방사하게 된다. 그런데 종래에는 프리트층(L)이 섀도우 마스크(M)의 내측에 도포되어 전자빔(B)에 직접 타격되므로 프리트층(L)내의 Pb가 여기되어 다량의 X선(X)을 방출하게 되는 것이다.

한편 종래의 브라운관에 있어서 전자빔 스포트의 왜곡은 다음 원인에 기인하는 것으로 사료된다. 즉 프리트층(L)은 부도체이므로 이에 충돌하고난 점자빔(B)은 유리전자가 되어 프리트층(L)에 대전되고 이에 따라 색선별 구멍(A)을 통과하는 전자빔(B)이 대전된 전하의 척력(斥力)에 의해 왜곡되는 것으로 사료된다.

이와 같은 고찰에 기초하여 프리트층(L)의 X선 방출문제는 프리트층(L)이 전자빔(B)에 의해 직접적으로 여기되지 않도록 하거나, 프리트(L)층에 X선 흡수물질을 포함함으로써 해결될 수 있다는 결론에 도달하였다.

한편 전자빔 스포트의 왜곡문제는 대전전하의 방출경로를 제공함으로써 해결될 수 있다고 판단된다.

상술한 두가지 해결방식은 제3도에 도시된 바와 같이 프리트층(L1)을 섀도우 마스크(M)의 전면 측, 즉 전자총 어셈블리(G)의 대향측인 패널(P)측에 도포함으로써 동시에 달성될 수 있다.

프리트층(L1)에는 섀도우 마스크(M)의 주성분인 Fe보다 X선 흡수효율이 큰 금속 또는 금속산화물이 포함되는데, 바람직하기로는 PbO 또는 ZnO등이다. 즉 본 발명의 프리트층(L1)의 조성은 종래의 프리트층(L)과 유사한 조성이 사용될 수 있는데, 그 이유는 다음과 같다.

즉 제3도는 통해 설명한 여기 파장(λ)은 외부로부터 큰 에너지를 받는 경우 발생되는 전자파의 방출파장인 동시에 외부의 전자파를 흡수하는 흡수파장이 된다. 따라서 Pb등은 전자빔(B)의 충돌에 의해 직접 여기되는 경우 해당파장의 전자파를 방출하고 그렇지 않은 경우에는 해당파장의 전자파를 흡수하게 된다. 따라서 프리트층(L1)을 섀도우 마스크(M)의 전면에 배치하는 경우 이에 포함된 Pb 또는 Zn등은 섀도우 마스크(M)보다 단 파장의 전자파, 즉 X선을 흡수하게 된다. 이에 따라 본 발명의 프리트층(L1)은 종래에 비해 X선 방사강도가 낮아질 뿐 아니라 방사된 X선을 적극적으로 흡수하여 X선 등의 유해파를 패널(P)측으로 방출되지 않도록 억제하게 된다.

한편 섀도우 마스크(M)를 통과하지 못한 전자빔(B)은 열전자가 되어 섀도우 마스크(M)를 가열하나 열팽창은 프리트층(L1)에 의해 억제되고, 열전자는 섀도우 마스크(M)를 따라 외부로 방출되므로 프리트층(L1)에 대전되어 잔류되지 않게 되어 전자빔 스포트의 왜곡을 초래하지 않게 된다.

이와 같은 열전자 유리전자 또는 대전전하의 방출을 더욱 촉진하기 위해 프리트층(L1)에는 도전성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 도전성 물질은 금속 또는 그 산화물일 수 있으나, 바람직하기로는 Sb₂O₃, In₂O₃, SnO₂중 어느 하나이거나 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.

한편 제4도의 구성에 있어서는 전자빔(B)이 섀도우 마스크(M)에 직접 충돌하여 이를 가열시키게 되는바, 제5도의 실시예에서는 섀도우 마스크(M)의 내측면에 다른 제2프리트층(L2)을 더 구비하였다. 이 제2프리트층(L2)은 섀도우 마스크(M)에 대한 열전달을 차단하고 대전전하의 방출을 주로 담당하게 되므로, SiO₂를 베이스로하여 도전성 물질을 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다. 제2프리트층(L2)에는 Pb나 Zn등 Fe보다 여기 파장이 짧은 성분의 함량은 X선(X)방출량의 감소를 위해 가능한 한 낮은 것이 바람직한바,이에 따라 프리트층(L1)과 다른 조성을 가질 수 있다. 즉 프리트층(L1)에는 Fe보다 여기파장이 짧은 성분이 비교적 많이 포함된 조성을 가지며, 제2프리트층(L2)에는 이보다 적거나 포함하지 않는 조성을 가지게 된다. 한편 도전성 물질은 양 프리트층(L1,L2)의 적어도 하나에 포함되며, 바람직하기로는 양 프리트층(L1,L2)모두에 포함될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 프리트층에서 방출되는 X선들의 유해파 방사강도가 낮을 뿐 아니라 방사된 X선을 적극적으로 흡수하여 패널 전면으로 방출되는 유해파를 효과적으로 방지하게 된다. 뿐만 아니라 프리트층의 대전전하에 따른 전자빔 스포트의 왜곡도 방지하여 선명하고 정확한 화상정보의 표시가 가능하게 된다.

따라서 본 발명은 칼라 브라운관의 사용의 안전성과 표시화상의 고정세화에 큰 효과가 있다.

Claims (5)

1. 섀도우 마스크에 프리트층을 도포한 칼라브라운관에 있어서, 상기 섀도우 마스크의 주성분인 Fe 보다 X선 흡수효율이 큰 금속 또는 그 산화물이 포함되는 프리트층이 상기 섀도우마스크의 전면측에 형성되는 것을 특징으로 하는 유해파 흡수형 칼라브라운관.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속 또는 그 산화물이 PbO 또는 ZnO 중의 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유해파 흡수형 칼라브라운관.
3. 제1항에 있어서, 상기 섀도우마스크의 배면측에 제2프리트층이 도포되는 것을 특징으로 하는 유해파 흡수형 칼라브라운관.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 프리트층에 도전성 물질이 포함되는 것을 특징으로 하는 유해파 흡수형 칼라브라운관.
5. 제4항에 있어서, 상기 도전성물질이 Sb₂O₃, In₂O₃, SnO₂중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유해파 흡수형 칼라브라운관.