KR20060092200A - Tension mask frame for a cathode-ray tube(crt) having transverse scan - Google Patents
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Abstract
Description
관련 출원에 대한 상호 참조Cross Reference to Related Application
본 출원은 2001년 3월 1일에 출원되고 발명의 명칭이 "A TENSION MASK FOR A CATHOD-RAY TUBE WITH VIBRATION DAMPING"이며 본 출원에 참조로서 사용되는 공동 계류 중인 미국 특허 출원 번호 제09/797,229호의 일부 계속 출원이다.This application is filed on March 1, 2001 and is entitled "A TENSION MASK FOR A CATHOD-RAY TUBE WITH VIBRATION DAMPING" and is incorporated by reference in co-pending US patent application Ser. No. 09 / 797,229, which is incorporated herein by reference. Some continue to file.
본 발명은 일반적으로 음극선관(CRT)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 횡단 스캔을 위한 장력 마스크에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to cathode ray tubes (CRTs), and more particularly to tension masks for cross scans.
컬러 수상관은 세 개의 전자빔을 생성하여 이들을 그 수상관의 스크린으로 지향시키는 전자총을 포함한다. 외부 자기 편향 요크(yoke)는 세개의 전자빔을, 스크린 상의 직사각형 래스터에서 전자총이 수평 및 수직으로 스캔하도록 자기장에 종속시킨다. 스크린은 수상관의 면판(faceplate)의 내면에 위치되고 세개의 서로 다른 컬러를 방사하는 인광 소자 어레이를 포함한다.The color tube contains an electron gun that generates three electron beams and directs them to the screen of the tube. An external magnetic deflection yoke subjects three electron beams to a magnetic field so that the electron gun scans horizontally and vertically in a rectangular raster on the screen. The screen includes an array of phosphor elements positioned on the inner surface of the faceplate of the water tube and emitting three different colors.
전자총과 스크린 사이에 개구(aperture) 마스크가 개재되어 각각의 전자총이 빔과 관계된 인광소자에만 충돌하도록 한다. 개구 마스크는 수상관 면판의 내면과 평행한, 강(steel) 또는 니켈-철 합금(INVAR®) 같은 금속 시트이다. 개구 마스크는 형성되거나 장력이 부여될 수 있다.An aperture mask is interposed between the electron gun and the screen so that each electron gun only impinges on the phosphor associated with the beam. The opening mask is a metal sheet, such as steel or nickel-iron alloy (INVAR ® ), parallel to the inner surface of the water tube faceplate. An opening mask can be formed or tensioned.
일부 음극선관은 시청 스크린에 대해 높은 종횡비(예를 들면, 16:9의 종횡비)를 포함한다. 시청 스크린에 대한 그러한 높은 종횡비는 수상관의 스크린을 교차하는 직사각형의 래스터에서 수평 및 수직 스캐닝을 위해 높은 편향각을 사용하도록 하는 자기 편향 요크를 필요로 한다. 스크린과 교차하는 직사각형의 래스터에서 수평 및 수직 스캐닝을 위해 편향각을 높게 하면 편향 요크에 대한 현재의 요구사항이 증가하게 된다. 편향 요크에 대한 현재 요구사항이 높아지면, 음극선관을 동작시키기 위한 전력 소모 뿐만 아니라 그러한 편향 요크 및 샤시(chassis) 전자부품의 복잡도 및 비용이 바람직하지 않게 증가하게 된다.Some cathode ray tubes contain high aspect ratios (eg, 16: 9 aspect ratio) for viewing screens. Such high aspect ratios for viewing screens require a magnetic deflection yoke that allows the use of high deflection angles for horizontal and vertical scanning in rectangular rasters intersecting the screen of the water pipe. Higher deflection angles for horizontal and vertical scanning in rectangular rasters intersecting the screen increases the current requirements for deflection yokes. Increasing current requirements for deflection yokes result in undesirably increased complexity and cost of such deflection yokes and chassis electronics as well as power consumption for operating cathode ray tubes.
따라서, 자기 편향 요크에 대한 현재 요구 사항을 향상시키면서 시청 스크린에 대한 높은 종횡비를 포함하는 음극선관이 필요하다.Accordingly, there is a need for a cathode ray tube that includes a high aspect ratio for viewing screens while improving the current requirements for magnetic deflection yokes.
본 발명은 발광 스크린, 횡단 스캔용으로 구성된 개구 마스크, 전자총 및 자기 편향 요크를 포함하는 높은 종횡비의 음극선관(CRT)에 관한 것이다. 전자총 및 자기 편향 요크는, 전자총에서 생성된 전자빔이 음극선관의 종축에 평행한 발광 스크린을 교차하는 직사각형 래스터를 스캔하도록 배치되어 자기 편향 요크에 대한 현재 요구 사항을 개선한다.The present invention relates to a high aspect ratio cathode ray tube (CRT) comprising a light emitting screen, an aperture mask configured for cross scan, an electron gun and a magnetic deflection yoke. The electron gun and the magnetic deflection yoke are arranged to scan a rectangular raster in which the electron beam generated in the electron gun intersects the light emitting screen parallel to the longitudinal axis of the cathode ray tube to improve the current requirements for the magnetic deflection yoke.
횡단 스캔용으로 구성된 개구 마스크는 전자총과 스크린 사이에 개재되어, 각각의 전자빔이 그 빔과 관계된 인광 소자에만 충돌하도록 한다. 개구 마스크는 중심부 및 에지부를 구비한 장력이 있는 마스크이다. 중심부는 중심 주파수 분포를 갖고, 에지부는 주변 주파수 분포를 갖는다. 중심 주파수 분포는 주변 주파수 분포보다 더 크다. 에지부로부터 중심부로의 주파수 분포는, 중심부에서의 주파수 분포에 대한 최대값과 에지부에서의 주파수 분포에 대한 최소값 사이의 변분(variational) 범위(△)가 약 8 Hz≤△≤12 Hz의 폐구간 내에 있는 포물선 공식으로 표현된다.An aperture mask configured for cross scan is interposed between the electron gun and the screen, such that each electron beam impinges only on the phosphor element associated with the beam. The opening mask is a tensioned mask having a central portion and an edge portion. The central portion has a center frequency distribution and the edge portion has an ambient frequency distribution. The center frequency distribution is larger than the ambient frequency distribution. The frequency distribution from the edge portion to the center portion is such that the variational range Δ between the maximum value for the frequency distribution at the center portion and the minimum value for the frequency distribution at the edge portion is approximately 8 Hz ≦ Δ ≦ 12 Hz. Expressed as a parabolic formula within the interval.
본 발명의 교시는 첨부 도면을 참조하여 후술하는 상세한 설명을 고려함으로써 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다.The teachings of the present invention may be more readily understood by considering the following detailed description with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따라 장력 마스크-프레임-어셈블리를 포함하는, 컬러 수상관의, 축 섹션의 부분 측면도이다.1 is a partial side view of an axial section of a color picture tube, comprising a tension mask-frame-assembly according to the present invention.
도 2는 본 발명의 일 양상에 따른 도 1의 장력 마스크-프레임-어셈블리의 평면도이다.2 is a top view of the tension mask-frame-assembly of FIG. 1 in accordance with an aspect of the present invention.
도 3은 다양한 마스크 장력 분포에 대한 모달(modal) 형상을 도시하는 그래프이다.3 is a graph showing the modal shape for various mask tension distributions.
도 4는 스캔 주파수에 의해 제한되는 마스크 장력 범위를 도시하는 막대 그래프를 도시한다.4 shows a bar graph depicting the mask tension range limited by the scan frequency.
도 5는 수평 스캔에 비하여 횡단 스캔을 사용하는 몇개의 높은 종횡비(16:9)의 음극선관(CRT)에 대한 마스크 프레임 설계 파라미터를 요약한 도면이다.FIG. 5 is a summary of mask frame design parameters for several high aspect ratio (16: 9) cathode ray tubes (CRTs) using a transverse scan as compared to a horizontal scan.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능하면, 도면에 공통인 동일한 구성요소에는 동일한 참조 부호를 사용하였다.In order to facilitate understanding, the same reference numerals are used for the same components that are common to the drawings whenever possible.
도 1은 직사각형의 면판(14) 및 직사각형의 펀넬(funnel; 18)에 의해 연결되는 관형 네크(neck; 16)를 포함하는 유리 엔빌롭(envelope; 12)을 구비한 음극선관(10)을 도시한다. 펀넬(18)은 애노드 버튼(20)으로부터 네크(16)로 연장하는 내부 도전성 코팅부(도시 생략)를 구비한다. 면판(14)은 시청 면판(22) 및 유리 프릿(frit; 26)에 의해 펀넬(18)로 밀봉된 주변 플랜지 또는 측벽(24)을 포함한다. 세개의 컬러 인광 스크린(28)은 면판(22)의 내면에 형성된다. 스크린(28)은 3조로 정렬된 인광 라인을 갖는 라인 스크린이고, 각각의 3조는 세개의 컬러 각각의 인광 라인을 포함한다. 횡단 스캔용으로 구성된 장력 마스크 프레임 어셈블리(30)는 스크린(28)과는 소정의 거리를 두어 제거가능하도록 장착된다. (도 1에 파선으로 개략적으로 도시된) 전자총(32)은 네크(16) 내의 중앙에 장착되어, 마스크(30)를 통하여 스크린(28)으로의 수렴 경로를 따라 세개의 인라인(in-line) 전자빔, 중앙빔 및 두개의 사이드 빔을 생성한다.1 shows a
음극선관(10)은 펀넬 대 네크 접합부의 인근에 도시된 요크(34)와 같은 외부 자기 편향 요크를 구비하여 사용되도록 설계된다. 활성화시에, 요크(34)는, 음극선관(CRT; 10)의 현재 요구 사항을 개선하기 위해 횡단 스캔으로, 스크린(28)과 교차하는 직사각형 래스터에 수직 및 수평으로 빔이 스캔하도록 자기장에 세개의 빔을 귀속시킨다. Cathode
도 2에 상세하게 도시된 횡단 스캔용으로 구성된 장력 마스크 프레임 어셈블리(30)가, 두개의 장측(36 및 38) 및 두개의 단측(40 및 42)을 포함하는 주변 프레임과 접속되어 있다. 장력 마스크 프레임 어셈블리(30)의 두개의 장측(36 및 38)은 음극선관의 중앙 주축(major axis; X)에 평행하다. 장력 마스크는, 장력 마스크 프레임 어셈블리(30)의 종축(minor axis)에 평행하고 사이에 다수의 신장된(elongated) 슬릿(46)을 갖는 복수의 금속 스트라이프(44)를 구비하는 개구부를 포함한다. 신장된 슬릿(46)은 대안으로 장력 마스크 프레임 어셈블리(30)의 주축과 평행할 수 있다.A tension
구체적으로, 도 2에 도시된 장력 마스크 프레임 어셈블리(30)의 개구부는 타이 바(tie bar) 또는 거미집형상(webbed) 시스템이다. 장력 마스크(30)는 중앙부(50), 프레임 단측(40, 42)의 에지로부터 약 0.5 인치인 마스크 에지부(52)와 프레임 장측(36, 38)의 에지로부터 약 1.0 인치인 마스크 에지부(51)를 구비한다. 두개의 마스크 에지부(52)는 음극선관(10)의 중심 종축(Y)에 평행하다. 두개의 마스크 에지부(51)는 음극선관(10)의 중앙 주축(X)에 평행하다. 두개의 마스크 에지부(52)는 두개의 측면부(40, 42)를 따라 주변 프레임(39)에 부착되어 있다.Specifically, the opening of the tension
장력 마스크(30)의 임의의 완전 수직(중앙 종축, Y) 치수(dimension) 양단 사이의 고유 진동수 분포는 임의의 음극선관을, 크기에 관계없이, 임의의 다른 음극선과 비교하는데 있어 유용한 방법을 제공한다. 장력 마스크(30)의 수평 치수와 각각의 장력 분포의 함수인 고유 진동수 분포는 음극선의 마이크로포닉 거동(microphonic behavior)을 지시하는 범용의 측량치이다.The natural frequency distribution between any perfectly vertical (center longitudinal, Y) dimension of the
중앙 종축(Y)을 교차하는 횡단 스캔에 대한 고유 진동수는 실질적으로 완만하고 연속적인 포물선 함수이다. 고유 진동수 분포는 중심부(50)에 대한 중심 주파수 분포 및 에지부(51)에 대한 주변 주파수 분포를 포함하고, 여기에서, 중심 주파수 분포의 값은 주변 주파수 분포의 값보다 추정상 더 크다. 중심 주파수 분포의 최대값과 주변 주파수 분포의 최소값 간의 차는 약 10 Hz가 바람직하다.The natural frequency for the cross scan across the central longitudinal axis Y is a substantially gentle and continuous parabolic function. The natural frequency distribution includes a center frequency distribution for the
중심부(50)가 마스크 에지부(51)보다 하부에서 장력이 더 큰 경우, 이 상태를 마스크 "프로운(frown)"이라 지칭한다. 마스크 "프로운"은 원리적으로 마스크(30)의 에지부(51)에 관여하는 진동의 기본 모드를 구비한다. BDS(border damping system), 즉, 진동 댐퍼는, BDS가 마스크의 에지부(51)에서의 진동에 의해 트리거되기 때문에 진동 에너지를 효과적으로 완충시킬 수 있다.If the
중심부(50)가 마스크 에지부(51)보다 하부에서 장력이 더 작은 경우, 이 상태를 마스크 "스마일(smile)"이라 지칭한다. 이와 같이, 중심 주파수 분포의 값은 주변 주파수 분포의 값보다 작다. "스마일" 상태에 대하여, 진동하는 마스크(30)가 중심부(50)의 움직임에 의해 좌우되는 기본 모드를 구비하고 BDS를 트리거하지 않기 때문에 진동의 완충이 열화되는 경향이 있다.If the
고유 진동수 분포가 평평하거나 편평한 경우에, 중심 주파수 분포 및 주변 주파수 분포의 값은 실질적으로 유사하다. 이러한 예를 구현하기에는 어려움이 있다. 또한, 장력 마스크(30)의 제조 시에 또는 음극선관 동작에 기인한 장력 분포에서의 경미한 변화로 인해 "스마일"이 발생될 수 있지만, 이것은 바람직하지 않다.When the natural frequency distribution is flat or flat, the values of the center frequency distribution and the ambient frequency distribution are substantially similar. It is difficult to implement such an example. Further, "smile" may occur at the time of manufacture of the
도 3은 다양한 장력 분포에 대한 모달(modal) 형상을 도시하는 그래프(300)이다. 이 그래프(300)는 정규 변위(축(302)) 및 종축 위치(축(304))로 정의된다. 특히, 그래프(300)는 편평, "스마일" 또는 "프로운" 장력에 대해 장력 마스크(30)의 어느 부분이 진동에 의해 여기될지를 보여준다. "스마일"(플롯(306))의 장력 마스크(30)는 "프로운"(플롯(308))의 장력 마스크(30) 보다 중심부(50)에서 상당히 더 많은 진동을 보여준다. 또한, "프로운"을 갖는 장력 마스크(30)에 대한 것 보다 평평한 장력 분포(플롯(310))를 갖는 장력 마스크(30)의 중심부(50)에서 더 진동한다. 따라서, 진동이 있는 경우에, 교란(disturbance)의 제1 모드로부터의 에너지가 제2 모드로 공급되지 않고, 이에 의해 진동 영향이 길어지지 못한다.3 is a
약 80 Hz 내지 약 90 Hz의 범위 내의 주파수에서 포물선형 "프로운"을 생성하기 위한 본 발명에 따른 횡단 스캔용으로 구성된 장력 분포는 다음의 수학식1과 같이 표현될 수 있다.The tension distribution configured for the transversal scan according to the present invention for generating a parabolic "prop" at a frequency in the range of about 80 Hz to about 90 Hz can be expressed as Equation 1 below.
여기에서, f(y)는 y (종축(Y))에 대한 주파수 분포를 나타내고, L은 종축에서의 장력 마스크(30)의 총 길이의 1/2을 나타내며, y는 - L에서 + L까지의 종축 위치를 나타내며, L의 절대값은 1로 정규화된다. 바람직한 실시예는 다음의 단서를 갖는다.Here, f (y) represents the frequency distribution for y (vertical axis Y), L represents 1/2 of the total length of the
여기에서, f(ymax)와 f(ymin)은 중심부(50)에서 주파수 분포의 최대값과 에지부(52)에서 주파수 분포의 최소값을 각각 나타낸다. 중심부(50)와 에지부(52)에서 주파수 분포으 차는 적어도 8 Hz 차로 유지되는 것이 바람직하다.Here, f (y max ) and f (y min ) represent the maximum value of the frequency distribution at the
마스크 주파수 진동이 스캔 주파수에서 또는 그 근방에서 또는 고조파에서 또는 그 근방에서 발생하게 되는 경우, 비트(beating) 영향이 나타나게 되고, 저진폭 변조가 인지된다. 도 4는 양호한 마이크로포닉 성능을 갖는 장력 마스크를 구성하기 위한 몇가지 안내를 제공한다. 도 4의 막대 그래프(400)는 스캔 주파수(축(402))에 의해 제한되는 마스크 장력 범위를 도시한다. 특히, 서로 다른 막대는 약 20 Hz의 완충을 갖는 임의의 스캐닝 주파수를 점유한다. 과도 진동(막대(404))은 0 Hz 내지 40 Hz의 주파수 범위에서 발생한다. 50 Hz 유럽 텔레비전 방송 포맷(1H PAL(Phase Alternate Line))(막대(406))은 약 40 Hz 내지 약 60 Hz의 주파수 범위를 배제한다. 60 Hz 미국 텔레비전 방송 포맷(1H(NTSC))(막대(408))은 약 50 Hz 내지 약 70 Hz의 주파수 범위를 배제한다. 100 Hz 유럽 방송 포맷(2H PAL)(막대(410))는 약 90 Hz 내지 약 110 Hz의 주파수 범위를 배제한다. 120 Hz 미국 텔레비전 방송 포맷(2H NTSC)(막대(412))은 약 110 Hz 내지 약 130 Hz의 주파수 범위를 배제한다. 약 130 Hz 내지 약 200 Hz의 주파수 범위를 이용하기 위해서, 과도 프레임 무게가 필요하게 되는데, 왜냐하면, 그러한 프레임은 이들 고주파에 도달하기에 충분한 마스크에 장력을 줄 수 있기 때문이다. 그래프(400)는 70 Hz와 90 Hz 사이의 좁은 20 Hz 창(간격(416))이 있고, 여기에서 마스크 주파수는 표준 스캔 주파수 및 그들의 고조파로부터 충분히 분리된다는 것을 보여준다.If the mask frequency oscillation occurs at or near the scan frequency or at or near harmonics, a beating effect appears and low amplitude modulation is perceived. 4 provides some guidance for constructing a tension mask with good microphonic performance. The
또한, 진동 진폭은 마스크 장력에 역비례하기 때문에, 전체적으로 가능한한 높은 마스크 장력을 갖는 것이 바람직하다. 수학식 4에서 규정된 10 Hz의 에지 대 중심 차는 진동을 최소화하면서 필요한 "프로운" 장력 분포를 보존하는 바람직한 해결책을 제공한다.In addition, since the vibration amplitude is inversely proportional to the mask tension, it is desirable to have the mask tension as high as possible as a whole. The edge-to-center difference of 10 Hz, defined in Equation 4, provides a preferred solution for preserving the required "prop" tension distribution while minimizing vibration.
도 5는 몇 개의 높은 종횡비(16:9)를 갖는 음극선관에 대한 프레임 설계 파라미터를 요약한 것이다. 구체적으로, 몇개의 서로 다른 크기의 음극선관에 대하여 수평 스캔과 비교한 횡단 스캔에 대하여 두개의 주파수(예를 들면, 80 Hz 및 90 Hz)의 함수로서 마스크 스트레스(psi) 및 프레임 부하(lbf)가 제공된다. 마스크는 두께가, 예를 들면, 약 0.004 인치인 니켈-철 합금(예를 들면, INVAR®)으로 제조될 수 있다. 다양한 크기의 음극선관에 대하여 장력 마스크(30) 상의 스트레스를 변경함으로써, 마스크에 대한 원하는 마이크로포닉스를 얻을 수 있다. 본 발명은 모 든 현재의 음극선관 크기(예를 들면, 그 중에서도 W76, W86 및 W97)에서 실질적으로 이루어질 수 있다. 보다 상세하게는, 다양한 크기의 음극선관들 사이에는 계층적 관계가 존재하고, 보다 작은 음극선관은 수평 스캔 뿐만 아니라 횡단 스캔 모두에 대하여 보다 큰 음극선관 보다 마스크 스트레스를 더 낮게 하면서 원하는 주파수 분포를 달성할 수 있다. 예를 들면, 약 80 Hz 내지 약 90 Hz의 주파수에서 W76 30-인치 극장용 스크린 음극선관은 W86 34-인치극장용 스크린 음극선관보다 마스크 스트레스 및 프레임 부하가 더 작다는 것을 경험하게 된다. 유사하게, 약 80 Hz 내지 약 90 Hz의 주파수에서 W86 34-인치 극장용 스크린 음극선관은 W97 38-인치 극장용 스크린 음극선관보다 마스크 스트레스 및 프레임 부하가 더 작다는 것을 경험하게 된다.5 summarizes the frame design parameters for a cathode ray tube with several high aspect ratios (16: 9). Specifically, mask stress (psi) and frame load (lbf) as a function of two frequencies (e.g., 80 Hz and 90 Hz) for a cross scan compared to a horizontal scan for several different size cathode ray tubes. Is provided. The mask may be made of a nickel-iron alloy (eg INVAR ® ) having a thickness of, for example, about 0.004 inches. By varying the stress on the
또한, 다양한 음극선관 크기들 간에는 계층적 관계가 있고, 여기에서, 횡단 스캔을 사용하는 음극선관은 수평 스캔을 사용하는 음극선관보다 바람직한 주파수 분포를 얻기 위해서는 보다 높은 마스크 스트레스 부하를 필요로 한다. 예를 들면, 약 80 Hz 내지 약 90 Hz의 주파수에서 횡단 스캔을 사용하는 W76 30-인치 극장용 스크린 음극선관은 W76 30-인치 극장용 스크린 음극선관보다 더 높은 마스크 스트레스 및 프레임 부하를 경험하게 된다. 약 80 Hz 내지 약 90 Hz의 주파수에서 횡단 스캔을 사용하는 W86 34-인치 극장용 스크린 음극선관은 W86 34-인치 극장용 스크린 음극선관보다 더 높은 마스크 스트레스 및 프레임 부하를 경험하게 된다. 유사하게, 약 80 Hz 내지 약 90 Hz의 주파수에서 횡단 스캔을 사용하는 W97 38-인치 극장용 스크린 음극선관은 W97 38-인치 극장용 스크린 음극선관보다 마스크 스 트레스 및 프레임 부하가 더 높다는 것을 경험하게 된다.In addition, there is a hierarchical relationship between the various cathode ray tube sizes, where the cathode ray tube using the transverse scan requires a higher mask stress load to obtain a desirable frequency distribution than the cathode ray tube using the horizontal scan. For example, a W76 30-inch theater screen cathode ray tube using a cross scan at a frequency of about 80 Hz to about 90 Hz will experience higher mask stress and frame load than a W76 30-inch theater screen cathode ray tube. . W86 34-inch theater screen cathode ray tubes using cross scans at frequencies from about 80 Hz to about 90 Hz will experience higher mask stress and frame load than W86 34-inch theater screen cathode ray tubes. Similarly, W97 38-inch theater screen cathode ray tubes using cross scans at frequencies of about 80 Hz to about 90 Hz experience higher mask stress and frame load than W97 38-inch theater screen cathode ray tubes. do.
본 발명의 교시를 채택하는 실시예가 상세하게 도시되고 설명됨에 따라, 당업자는 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 이들 교시를 또한 채택하는 많은 다른 변경 실시예를 용이하게 안출할 수 있을 것이다.As the embodiments adopting the teachings of the present invention have been shown and described in detail, those skilled in the art will be able to readily devise many other alternative embodiments that also employ these teachings without departing from the spirit of the invention.
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KR1020067003341A KR20060092200A (en) | 2006-02-17 | 2003-08-20 | Tension mask frame for a cathode-ray tube(crt) having transverse scan |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20060092200A (en) |
-
2003
- 2003-08-20 KR KR1020067003341A patent/KR20060092200A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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