KR0156520B1 - 마스크 프레임 지지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관에 있어서 신규한 구성의 마스크 프레임 지지구조를 개시한다. 종래 마스크 프레임은 홀더 스프링에 의해 패널의 스터드핀에 결합 지지되었는데 열팽창에 의해 마스크 프레임이 회전되거나 뒤틀림으로써 화질이 저하되는 문제가 있었다.

본 발명에 의하면 장변 또는 단변에 설치된 홀더 스프링쌍중 적어도 어느 한쌍을 그 중심선에 대해 소정의 각도로 편심 배치함으로써 회전 토오크에 평형을 이뤄 이러한 문제를 해결하였다.

Description

마스크 프레임 지지구조

제1도는 일반적인 마스크 프레임 지지구조를 보이는 개념도.

제2도는 종래의 다른 지지구조를 보이는 개념도.

제3도는 마스크 프레임의 열팽창시 홀더 스프링의 거동을 보이는 요부확대 개념도.

제4도 내지 제5도는 본 발명에 의한 마스크 프레임 지지구조의 바람직한 실시예를 보이는 개념도들이다.

* 도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명

M : 마스크 프레임(mask frame assembly)

H1 : (단면측) 홀더 스프링(holder spring)

H2 : (장변측) 홀더 스프링 Ф, Ф' : (홀더 스프링의 편심) 각도

F1, F2 : (마스크 프레임의 열팽창에 의해 홀더 스프링에 가해지는) 변형력

본 발명은 칼라음극선관에 관한 것으로, 특히 마스크 프레임을 패널에 지지하는 구조에 관한 것이다.

칼라 음극선관은 R, G, B 각 형광체를 교호적으로 배열하여 형광면을 형성하고, 전자총 어셈블리에서 발사된 전자빔을 색선별수단을 통해 각 형광체에 선택적으로 유도 발광시킴으로써 칼라 화상을 표시하게 된다. 이러한 색선별 수단으로 가장 널리 사용되고 있는 것은 섀도우 마스크(shadow mask)인데, 섀도우 마스크는 다수의 색선별 구멍이 형성된 금속박판으므로 통상 프레임에 부착하여 마스크 프레임(mask-frame)조립체로 취급하다.

마스크 프레임은 음극선관 작동중에 색선별 수단으로 뿐만 아니라, 형광체 제조시 각 형광체 등을 소정 패턴으로 형성하기 위한 노광 마스크로도 사용되므로 패널(panel)에 대해 빈번히 분리 및 결합될 필요가 있다. 이에따라 제1도에 도시된 바와같이, 마스크 프레임(M)은 홀더 스프링(holder spring : H)에 의해 패널의 스터드핀(stud pin : )에 탄성 결합된다. 홀더 스프링(H)은 도밍(doming)등 전자빔 랜딩(landing)의 단기 드리프트(short-termdrift)를 보상하기 위한 바이메탈 등의 보정수단을 구비한다.

그런데 음극선관의 작동개시후 충분한 시간이 경과하고 나면, 전자빔 충돌에 의해 가열된 마스크 프레임(M)은 점선과 같이 열팽창하게 된다. 이에따라 각 홀더 스프링(H)위치에서 화살표와 같이 변위(displacement : △X,△Y)가 발생되어 마스크 프레임(M)이 소정 방향(도면에서는 반시계방향)으로 회전하게 된다. 이와같은 마스크 프레임(M)의 회전은 색순도(color purity) 등의 화질을 현저히 저하시키게 된다.

이러한 마스크 프레임(M)의 회전은 각 홀더 스프링(H)이 회전방향으로 보아 동일한 방향으로 배열되었기 때문에 발생하는 것이다. 이에따라 종래의 다른 지지구조는 제2도에 도시된 바와같이, 장변측과 단변측의 홀더 스프링(H)들을 서로 반대방향으로 배치하였다. 그런데 이 지지구조는 음극선관의 작동중 마스크 프레임(M)을 면외(面外)방향으로 뒤틀리게 함으로써 오히려 색순도뿐 아니라 컨버전스(conergence)까지 악화시켜 화질을 더욱 열화시킴이 밝혀졌다.

이와같은 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 마스크 프레임의 열팽창시 이에 의한 회전이나 면외 변형을 방지하여 화질의 열화를 효율적으로 방지할수 있는 마스크 프레임 지지구조를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명자는 먼저 마스크 프레임의 열팽창시 홀더 스프링의 거동을 살펴보았다. 제3도에서, 마스크 프레임(M)이 열팽창에 의해 외주방향(L)으로 L만큼 변형하면, 스터드핀(P)의 위치가 패널에 대해 고정되어 있으므로 홀더 스프링(H)은 스터드핀(P)을 중심으로 회전하게 된다. 이에따라 홀더 스프링(H)이 마스크 프레임(M)에 부착된 기부(基部)를 기준점으로 볼 때 이는 화살표 D와 같이 변위하게 되고, 마스크 프레임(M)의 회전을 야기하는 접선방향(S)의 변위는 S가 된다.

여기서 마스크 프레임(M)의 열변형( L)은 다음과 같이 표현된다.

△L =·α·L·△T

여기서 α는 열팽창계수, L은 장변 또는 단변의 길이, △T는 온도상승이다.

또 홀더 스프링(H)의 초기 경사각을 θ, 변형후의 경사각을 β라 하고, 홀더 스프링(H)의 경사부의 길이를 ℓ이라 하면 접선방향 변위 (△S)는 다음과 같이 표현된다.

△S = ℓ(cosβ- cosθ)

(단, sinβ = sinθ- △L/ ℓ)

여기서 sin 는 △L의 증가에 따라 감소하므로 cos β는 증가하고, 이에따라 △S는 △L의 증가에 따라 증가하게 된다. 한편 △L은 △L에 비례하므로 결국 △S는 △L에 따라 증가하게 된다.

그런데 패널, 즉 마스크 프레임(M)의 장변(H방향)과 단면(L방향)의 비는 일반적으로 4:3으로 규정되어 있다. 그러므로 단변의 양측에 배치된 홀더 스프링(H)의 접선방향 변위(△S), 즉 수직방향(Y)변위, 및 이에따른 변형력이 장변 양측에 배치된 홀더 스프링(H)의 수평방향(X) 변형력 보다 커지게 되므로 제2도와 같이 홀더 스프링(H)을 배치한 경우 마스크 프레임(M)의 뒤틀림을 야기하는 것이다.

이와같은 인식에 기초하여 본 발명에 의한 마스크 프레임 지지구조는 장변측에 설치된 홀더 스프링쌍과 단변측에 설치된 홀더 스프링쌍중의 적어도 어느 한 홀더 스프링쌍을 그 중심선으로부터 소정의 각도만큼 편심(偏心)되어 배치된 것을 특징으로 한다.

이와같은 구성은 장변측의 홀더 스프링쌍의 아암(arm)을 연장시켜 그 토오크(torque)를 증가시키거나, 역으로 단변측의 토오크를 감소시켜 홀더 스프링간의 평형을 이루게 한다.

이와같은 본 발명 지지구조의 구체적 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

제4도에서, 마스크 프레임(M)의 장변과 단변 양측에는 각각 한쌍의 홀더 스프링(H1, H2)이 구비되어 있는데, 양 홀더 스프링(H1, H2)쌍은 회전방향으로 보아 서로 반대로 배치된다. 장변측의 홀더 스프링(H1)쌍은 장변의 중심선, 즉 수직축(Y)에 대해 소정의 각도(Ф)만큼 편심 배치되어 있다.

이와같이 편심 배치된 지지구조의 기능을 살펴보면, 먼저 점선으로 표시된 바와같이 장변측의 홀더 스프링(H1)쌍이 수직축(Y)에 정렬배치된 경우 마스크 프레임(M)의 열팽창에 의한 두 변형력(F1')의 짝힘, 즉 토오크의 아암은 ℓ1의 길이를 가지게 되어 그 토오크는 F1' × ℓ1이 된다. 한편 본 발명과 같이 홀더 스프링(H1)을 각도(Ф)만큼편심 배치한 경우 아암은 ℓ2길이로 연장된다. 이에따라 토오크는 F1 × ℓ2로 증가하게 된다.(단 변형력의 크기 ｜F｜ = ｜F'｜) 따라서 장변측의 홀더 스프링(H1)쌍의 토오크가 단변측의 홀더 스프링(H2)쌍의 토오크와 평형을 이루어 마스크 프레임(M)은 회전이나 뒤틀림 없이 유지된다.

본 발명자의 실험에 의하면 장단변이 4:3비율의 통상적이 마스크 프레임(M)에 있어서 각도(Ф)는 6°내지 10°정도의 범위에서 적절한 결과를 보였다.한편 제5도의 실시예는, 역으로 단변측의 홀더 스프링(H2)쌍을 소정의 각도(Ф')만큼 편심시킴으로써 단변측 홀더 스프링(H2)쌍의 아암 길이를 감소시키고, 이에따라 단변측 홀더 스프링쌍의 토오크를 감소시켜 장변측 홀더 스프링(H1)쌍의 토오크를 감소시켜 장변측 홀더 스프링(H1)쌍과의 토오크와 평형을 이루도록 한 것이다. 이상의 구성원리를 다시 정리해 보면, 각 홀더 스프링(H1, H2)에 있어서, 스터드 핀(P)과의 결합측을 전방이라 할 때 양변의 홀더 스프링(H1, H2)쌍을 전진배치하면 그 아암 길이의 증가에 따라 토오크가 증가하고, 후진 배치하면 토오크가 감소하게 된다. 이에따라 단변측 홀더 스프링(H2)쌍에 비해 변형력이 작아 토오크가 작은 장변측 홀더 스프링(H1)쌍을 전진 배치하여 토오크를 증가시키거나, 단변측 홀더 스프링(H2)쌍을 후진배치하여 토오크를 감소시킴으로써 토오크의 평형을 이룰 수 있게 된다. 또한 장변측 홀더 스프링(H1)쌍을 적절한 각도만큼 전진배치하고 단변측 홀더 스프링(H2)쌍을 역시 적절한 각도 만큼 후진배치하는 구성도 가능함은 물론이다.

이와같이 본 발명에 의하면 마스크 프레임의 열팽창시 그 회전을 뒤틀림 없이 지지해 줄수 있게되어, 음극선관의 색순도나 컨버전스 등의 저하를 근본적으로 방지할수 있게된다. 이에따라 본 발명은 칼라 음극선관의 화질 향상에 큰 효과가 있다.

Claims (5)

1. 각각 패널의 스터드핀에 결합되는 홀더 스프링을 장변과 단변에 각각 한쌍 구비하는 마스크 프레임 지지구조에 있어서, 상기 장변의 홀더 스프링쌍과 단변의 홀더 스프링쌍의 적어도 어느 한쌍을 마스크 프레임의 중심선에 대해 소정의 각도 만큼 편심 배치한 것을 특징으로 하는 마스크 프레임 지지구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 장변의 홀더 스프링쌍과 상기 단변의 홀더 스프링쌍의 배치방향이 회전방향으로 보아 서로 반대인 것을 특징으로 하는 마스크 프레임 지지구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 장변의 홀더 스프링 쌍의 편심되는 각도가 상기 장변의 홀더 스프링의 전진 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 프레임 지지구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 단변의 홀더 스프링 쌍의 편심되는 각도가 상기 단변의 홀더 스프링의 후진 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 프레임 지지구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 각도가 6°내지 10°의 범위인 것을 특징으로 하는 마스크 프레임 지지구조.