KR100313899B1

KR100313899B1 - 음극선관용 보강밴드

Info

Publication number: KR100313899B1
Application number: KR1019990033433A
Authority: KR
Inventors: 김도훈
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2001-11-15
Also published as: US6534909B1; KR20010017765A

Abstract

본 발명은 내부를 고진공상태로 유지하는 음극선관이 외부의 충격에 의해 폭발하지 않도록 외주면에 감싸여지게 설치되는 보강밴드에 관한 것으로, 보강밴드의 체결위치를 달리하여 패널의 코너부위가 얇아지는 플랫화된 패널의 방폭 특성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 외면의 곡률반경이 50,000mm이상이고, 스크린 유효면의 코너 두께비인 웨지율이 1.1 ∼ 1.8인 패널(1)에 적용되는 평면 음극선관용 보강밴드(11)에 있어서, 패널(1)의 내면 중심두께의 연장선을 기준으로 윗부분을 상단폭, 아랫부분을 하단폭이라 할 때, 상단폭/하단폭의 비율이 0.2 ≤ 상/하비율 ≤ 0.5의 조건이 만족되게 보강밴드(11)가 패널(1)의 외주면에 체결된 것이다.

Description

음극선관용 보강밴드{gusset band foe color cathode ray tube}

본 발명은 음극선관에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 내부를 고진공상태로 유지하는 음극선관이 외부의 충격에 의해 폭발하지 않도록 외주면에 감싸여지게 체결되는 보강밴드에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관을 일부 절결하여 나타낸 측면도로서, 패널(1)의 내면에 R, G, B 3색의 형광체가 도포된 형광막(2)이 형성되어 있고 상기 형광막에 근접된 위치에는 전자빔(3)의 색선별역할을 하는 전자빔 통과공(4a)이 무수히 많이 천공된 섀도우마스크(4)가 지지프레임(5)에 고정된 상태로 설치되어 있다.

상기 지지프레임(5)은 스프링(6)에 의해 패널(1)에 지지 설치되어 있고 지지프레임의 후방으로는 음극선관의 동작시 전자빔(3)이 외부 지자계로부터 영향을 받지 않도록 지자계를 차폐시키는 인너쉴드(7)가 설치되어 있다.

그리고 상기 패널(1)의 후방으로 네크부(8a)가 일체로 형성된 펀넬(8)이 프릿 글라스로 고정되어 있고 상기 네크부에는 전자빔을 형광막(2)측으로 주사하는 전자총(도시는 생략함)이 봉입되어 있으며 상기 네크부의 외주면에는 전자총으로부터 주사된 전자빔을 스크린의 수평 및 수직방향으로 편향시켜주는 편향요크(9)가 설치되어 있는데, 상기 전자빔(3)은 네크부(8a)의 외주면에 설치된 2, 4, 6극의 마그네트(10)의 조정작업(ITC)에 의해 그 진행궤도가 수정된다.

상기한 바와 같이 구성된 음극선관은 네크부(8a)에 전자총을 삽입한 다음 배기공정을 통해 음극선관의 내부를 고진공상태로 만들게 되는데, 상기 공정시 패널(1)은 도 2에 나타낸 바와 같이 상당량의 인장 및 압축력을 받게 되어 음극선관은 외부 충격에 의해 폭죽현상을 일으킬 우려가 있게 되므로 배기공정을 실시하기 전에 패널(1)의 스커트(Skirt)에 보강밴드(11)를 감싸주게 된다.

도 3은 음극선관의 내부를 고진공상태로 유지시킴에 따라 패널(1)의 스크린부의 특정부위에 과도하게 걸리는 인장 응력값을 나타낸 것으로, 패널(1)의 취약부분에 과도한 응력이 걸릴 경우, 취약부분이 충격에 민감하게 되어 폭죽발생을 일으킬 확률이 높아지게 된다.

따라서 상기 응력값을 최소화하기 위해 패널(1)의 외주면에 보강밴드(11)를 체결하는데, 상기 보강밴드(11)의 체결방식은 여러 가지 방식이 알려져 있으나, 주로 쉴링 케이지방식을 채택하고 있다.

첨부된 도 4를 따라 보강밴드(11)의 체결방법에 대하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.

패널(1)의 외주면에 감싸여지는 보강밴드(11)의 내주장은 패널(1)의 외주장보다 약간 작게 설계되어 있다.

이러한 보강밴드(11)를 패널(1)의 외주면에 감싸여지게 고정하기 위해서는 보강밴드(11)의 내주장이 패널(1)의 외주장보다 커질 때까지 가열한 다음 이를 패널(1)의 외주면에 끼우고 냉각시키므로서 체결작업이 완료된다.

이렇게 패널(1)의 외주면에 끼워진 보강밴드(11)는 패널의 외주장에서 코너의 4지점을 균일하게 압착하므로서, 진공시 패널(1)의 스크린부에 분포하고 있던 응력을 분산시키게 된다.

상기한 방법 이외에도 음극선관의 폭죽방지를 위해 유리에 열처리를 가해 물리적인 강성을 높여 표면에 압착력을 분포시킨 강화유리를 사용하거나, 패널(1)의표면에 필름을 부착하기도 한다.

상기 패널(1)의 스커트부에 감싸여지는 보강밴드(11)의 체결위치는 패널(1)의 형상에 따라 차이가 있다.

상기 보강밴드(11)의 체결위치에 영향을 주는 패널 인자는 도 5에 나타낸 바와 같이 판넬 유효면상의 중심두께(t)에 대한 코너 두께(s)의 비인데, 이를 통상 '웨지율'이라고 일컫는다.

이러한 웨지율은 패널(1)의 중심부 두께(t)와 내면 곡률 그리고 외면 곡률에 따라 결정되는데, 종래의 웨지율은 보통 2.0 수준이다.

그러나 근래 들어 화면의 대형화, 플랫화 추세에 따라 감성적 품질이 뒷받침되려면 웨지율의 값이 떨어지지 않으면 안된다.

이와 같이 웨지율의 저하는 패널(1)의 코너부 두께가 그만큼 얇아진다는 것인데, 이는 패널(1)의 표면 충격에 비해 기존보다 상당히 약하게 설계되어짐을 의미한다.

이에 따라, 스크린부의 특정부위에 걸리는 응력값 또한 과도하게 되므로 보강밴드(11)에 의한 효과를 최대한 증대시켜 충격특성을 좋은 방향으로 이끌어내지 않으면 안된다.

전술한 바와 같이 웨지율이 낮다는 것은 패널(1)의 스크린면과 스커트부분이 만나는 코너부위가 약해지게 됨을 의미하는데, 이러한 상태에서 압축력을 가하는 보강밴드(11)의 위치결정을 잘못할 경우에는 보강밴드(11)가 폭죽을 방지하는 역할을 다하지 못하고 오히려 역효과를 일으키게 되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 보강밴드의 체결위치를 달리하여 패널의 코너부위가 얇아지는 플랫화된 패널의 방폭 특성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 외면의 곡률반경이 50,000mm 이상이고, 스크린 유효면의 코너 두께비인 웨지율이 1.1 ∼ 1.8인 패널에 적용되는 평면 음극선관용 보강밴드에 있어서, 패널의 내면 중심두께의 연장선을 기준으로 윗부분을 상단폭, 아랫부분을 하단폭이라 할 때, 상단폭/하단폭의 비율이 0.2 ≤ 상/하비율 ≤ 0.5의 조건이 만족되게 보강밴드가 패널의 외주면에 설치된 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드가 제공된다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관을 일부 절결하여 나타낸 측면도

도 2는 음극선관의 내부를 진공시 패널에 작용되는 응력 분포도

도 3a 및 도 3b는 패널의 진공해석시 및 보강밴드의 진공해석시 응력 분포도

도 4는 패널의 외주면에 보강밴드를 체결하는 과정을 나타낸 공정도

도 5는 보강밴드의 위치부 구성과 웨지율을 설명하기 위한 종단면도

도 6은 본 발명을 설명하기 위한 음극선관의 일부 종단면도

도 7은 본 발명에서 상단폭을 10mm로 설정하였을 때, 하단폭과 최대 응력값의 상관관계를 나타낸 그래프

도 8은 본 발명에서 하단폭을 35mm로 설정하였을 때, 상단폭과 최대 응력값의 상관관계를 나타낸 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 패널 11 : 보강밴드

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 6 내지 도 8을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명을 설명하기 위한 음극선관의 일부 종단면도이고 도 7은 본 발명에서 상단폭을 10mm로 설정하였을 때, 하단폭과 최대응력값의 상관관계를 나타낸 그래프이며 도 8은 본 발명에서 하단폭을 35mm로 설정하였을 때, 상단폭과 최대응력값의 상관관계를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 패널(1)의 외면 곡률반경이 50,000mm 이상이고, 패널(1)의 중심두께 대비 외측 두께비인 웨지율이 1.1 ∼ 1.8인 패널(1)의 외주면에 보강밴드(11)를 최적의 상태로 체결할 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 적용되는 보강밴드(11)의 체결위치는 도 6에 나타낸 바와 같이 패널(1)의 내면중심 연장선을 기준으로 위쪽에 포함된 부분을 상단폭, 아랫쪽에 포함된 부분을 하단폭이라고 정의할 때, 웨지율이 작은 패널(1)의 응력을 최대한 감소시키기 위해 보강밴드의 상단폭과 하단폭의 비율 범위를 0.2 ≤ 상/하비율 ≤ 0.5로 설정하고 상단폭의 범위를 0.63t ≤ 상단폭 ≤ t로 설정하며, 하단폭의 범위를 0.31d ≤ 하단폭 ≤ 0.52d로 설정하였다.

상기 t는 패널(1)의 중심부 두께이고, d는 패널(1)의 내면 중심에서 실면(12)까지의 거리이다.

(표 1)은 웨지율이 작은 패널(1)에 적용한 보강밴드(11)중 하단폭의 설정에 관한 것으로, 상단폭을 10mm로 고정하였을 때, 하단폭이 각기 다르게 설정되도록 보강밴드(11)를 패널(1)에 체결하여 패널의 표면에 걸리는 가장 큰 응력값을 나타낸 것으로, 보강밴드(11)의 체결전 초기 진공응력은 1.184Kg/cm²이었다.

보강밴드 해석값(상단폭을 10mm로 설정시)

N O	상단폭	하단폭	하단폭/d	상/하 비율	보강밴드부착시 패널 응력값
1	10	20	0.21	0.50	1.157
2	10	25	0.26	0.40	1.147
3	10	30	0.31	0.33	1.109
4	10	35	0.36	0.29	1.108
5	10	40	0.41	0.25	1.119
6	10	45	0.46	0.22	1.117
7	10	50	0.52	0.20	1.111
8	10	55	0.57	0.18	1.130
9	10	60	0.62	0.17	1.159

표 1 및 도 7에 나타낸 바와 같이 하단폭이 30 ∼ 50사이에서 초기 응력 대비 5.5 ∼ 6.4의 응력이 감소되었지만, 30이하 또는 50이후에서는 오히려 응력이 급격히 상승됨을 알 수 있다.

표 1에서 d는 도 5에 나타낸 바와 같이 패널(1)의 내면 중심에서 실면(12)까지의 거리를 의미하고, 하단폭과의 비를 도 7에 표시하였으며 상단폭이 10mm일 때 하단폭과의 비율을 나타내고 있다.

표 2는 웨지율이 작은 패널(1)에 적용한 보강밴드(11)중 상단폭의 설정에 관한 것으로, 상기 표 2에서 응력감소의 향상이 가장 뚜렷한 하단폭 35mm를 적용하였을 때, 여러 경우의 상단폭을 설정하여 패널(1)에 적용하였고, 보강밴드(11)의 부착전 초기 응력값은 전술한 조건과 동일하게 적용하였다.

도 8에 나타낸 바와 같이 상단폭이 10mm이상일 때 응력값이 동일하였고 가장 향상된 수치를 보이고 있다.

즉, 상단폭은 스크린면을 벗어나지 않는 범위에서 적정하게 크게 할 필요가 있음을 알 수 있다.

표 2에 표시된 t는 패널의 중심부 두께로서, 상단폭과의 비를 나타내었다.

보강밴드의 해석값(하단폭을 35mm로 설정시)

N O	상단폭	하단폭	상단폭/t	상,하 비율	보강밴드부착시 패널 응력값
1	0	35			1.145
2	5	35	0.31	0.14	1.118
3	10	35	0.69	0.29	1.108
4	15	35	0.94	0.43	1.108

표 2의 NO 1에서는 상단폭을 설정하지 않았을 때의 경우로, 상단폭을 일정량으로 설정하는 경우보다 오히려 응력값이 커짐을 알 수 있다.

또한, 하단폭만을 65mm로 설정하였을 때에도 응력값이 1.160Kg/cm²로 나타나는데, 이는 하단폭이 과다하게 크게 되었을 경우 전체 보강밴드(11)의 압축량은 커지지만, 압축중심이 패널(1)의 표면으로부터 멀어지는 곳에 위치하게 되므로 오히려 코너부근에 피로를 증가시킬 수 있게 된다.

즉, 압축량의 증가가 중요한 것이 아니라 적정 상,하비율로 하단폭을 제한할 필요가 있음을 의미한다.

예를 들어, d = 96, t = 16인 패널에 있어서 적정 상단폭은 10 ∼ 15mm, 적정 하단폭은 30 ∼ 50mm가 되는데, 상기 값은 다음과 같은 상/하비율을 만족시키게 된다.

0.2 ≤ 상/하 비율 ≤ 0.5

이하에서는 본 발명을 실시예에 따라 설명한다.

패널(1) 외면의 곡률반경이 100,000mm 이고, 웨지율이 1.3 수준의 패널 외주면에 표 3과 같은 규격의 보강밴드를 체결한 후, 방폭 테스트(BALL TEST, 7J)를 실시하였다.

	상단폭	하단폭	상/하 비율	결 과
실시예 1	10	49	0.2	O.K
실시예 2	10	35	0.29	O.K
실시예 3	3	56	0.05	N.G

실시예 3의 경우는 하단폭이 과다하게 설정되어 있어 보강밴드(11)의 체결위치가 본 발명의 적정범위보다 실면(12)측으로 후퇴된 경우이다.

실시예를 통해 알 수 있듯이 웨지율이 작은 패널(1)에 있어 방폭특성을 양호한 상태로 유지하기 위해서는 해당 설정범위내에서 보강밴드의 위치를 종래보다 스크린측으로 올려주어야 된다.

이상에서와 같이 본 발명의 보강밴드(11)를 웨지율이 1.3정도의 패널(1)에 적용하여 진공 해석하였던 바, 최대 응력이 종래보다 약 5 ∼ 7정도 감소되었음은 물론 음극선관 내부의 진공시 패널이 깨지는 현상을 미연에 방지하게 된다.

Claims

외면의 곡률반경이 50,000이상이고, 스크린 유효면의 코너 두께비인 웨지율이 1.1 ∼ 1.8인 패널에 적용되는 평면 음극선관용 보강밴드에 있어서, 패널의 내면 중심두께의 연장선을 기준으로 윗부분을 상단폭, 아랫부분을 하단폭이라 할 때, 상단폭/하단폭의 비율이 0.2 ≤ 상/하비율 ≤ 0.5의 조건이 만족되게 보강밴드가 패널의 외주면에 설치된 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.
제 1 항에 있어서,

패널의 내면 중심선에서 실면까지의 거리를 d라고 할 때, 상기 보강밴드의 하단폭의 범위가 0.31d ≤ 하단폭 ≤ 0.52d의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.
제 1 항에 있어서,

패널의 중심 두께를 t라고 할 때, 상기 보강밴드의 상단폭의 범위가 0.63t ≤ 상단폭 ≤ t의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.
제 2 항에 있어서,

패널의 중심 두께를 t라고 할 때, 상기 보강밴드의 상단폭의 범위가 0.63t ≤ 상단폭 ≤ t의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.
제 3 항에 있어서,

패널의 내면중심선에서 실면까지의 거리를 d라 할때, 상기 보강밴드의 하단폭의 범위가 0.31d ≤하단폭 ≤0.52d의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 보강밴드.