KR100190675B1 - 칼라 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 새도우 마스크형 칼라 음극선관에 관한 것으로서,

형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면이 곡면으로 이루어진 새도우 마스크를 구비하고, 그 유효면(24)의 구멍(31, 41)이 대체로 유효면의 단축 방향을 따라서 열(列)형상으로 구멍 배열(32, 42)로 배열되고, 또한 그 장축 방향을 따라서 구멍 배열(32, 42)이 병렬되어 있으며, 구멍 배열은 유효면 위의 위치에 의에 다른 형상으로 만곡되어 그 간격도 다르고, 구멍은 그 구멍 배열을 따라서 경사져 배치되며, 그 경사가 장축 방향의 중간부에서 변화되어 있음에 의해 스트라이프 형상 형광체층의 구불거림이 없어져서 형광체 스크린 품위가 향상되며 색순도가 양호한 칼라 음극선관을 제공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 음극선관

제 1 도는 종래의 칼라 음극선관의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도,

제 2 도는 제 1 도에 도시된 칼라 음극선관에 있어서 새도우 마스크의 도밍에 의한 빔 랜딩의 어긋남을 설명하기 위한 도면,

제 3 도는 제 1 도에 도시된 칼라 음극선관에 있어서 새도우 마스크의 국부적인 도밍의 발생 상황을 설명하기 위한 도면,

제 4 도는 제 3 도에 도시된 새도우 마스크의 국부적인 도밍에 의한 빔 랜딩의 어긋남 발생 영역을 나타내는 도면,

제 5 도는 종래의 새도우 마스크 및 구멍 배열의 간격이 장축으로부터 단축 방향 거리의 2차 함수적으로 변화하는 새도우 마스크의 문제점을 설명하기 위한 도면,

제 6 도는 형광체 스크린 주변부의 스트라이프형상 형광체층이 꾸불꾸불함이 생기는 것을 설명하기 위한 도면,

제 7 도는 마찬가지로 형광체 스크린 주변부의 스트라이프 형상 형광체층의 꾸불꾸불함이 생기는 것을 설명하기 위한 도면,

제 8a 도는 형광체 스크린을 나타내는 평면도,

제 8b도는 제 8a 도에 도시된 형광체 스크린 중앙부의 스트라이프 형상 형광체층의 형상을 나타내는 도면,

제 8c 도는 제 8a 도에 도시된 형광체 스크린 주변부의 스트라이프 형광체층의 형상을 나타내는 도면,

제 9a 도는 공지된 새도우 마스크 구멍의 경사를 나타내는 도면,

제 9b 도는 제 9a 도에 도시된 새도우 마스크 긴변 위의 구멍의 경사를 나타내는 그래프,

제 9c 도는 제 9a 도에 도시된 새도우 마스크의 긴변으로부터 단축 방향 치수의 1/3 내측에 있어서 구멍의 경사를 나타내는 그래프,

제 10a 도는 공지된 새도우 마스크 구멍의 경사를 나타내는 도면,

제 10b 도는 제 10a 도에 도시된 새도우 마스크 긴변 위의 구멍의 경사를 나타내는 그래프,

제 10c 도는 제 10a 도에 도시된 새도우 마스크의 긴변으로부터 단축 방향 치수의 1/3 내측에 있어서 구멍의 경사를 나타내는 그래프,

제 11 도는 본 발명의 하나의 실시예에 관계된 칼라 음극선관을 개략적으로 나타내는 단면도,

제 12 도는 제 11도에 도시된 새도우 마스크를 개략적으로 나타내는 사시도,

제 13 도는 제 12 도에 도시된 새도우 마스크의 유효면의 장축 위, 중간부, 긴변 위에 있어서 전자빔이 통과하는 구멍의 간격을 나타내는 그래프,

제 14 도는 제 12 도에 도시된 새도우 마스크의 구멍 배열을 나타내는 도면,

제 15a, 제 15b, 제 15c 도는 제 11 도에 도시한 각 패널의 유효부 내면과 새도우 마스크의 유효면과의 간격 및 새도우 마스크의 구멍 배열의 간격과 형광체 스크린을 구성하는 3색 형광체층의 관계를 설명하기 위한 도면,

제 16 도는 제 11도에 도시된 새도우 마스크의 단축 방향의 곡면을 종래의 새도우 마스크 및 구멍 배열의 간격이 장축으로부터 단축 방향 거리의 2차 함수적으로 변화하는 새도우 마스크의 단축 방향의 곡면과 비교해서 나타내는 도면,

제 17 도는 본 발명의 다른 실시예에 관계된 칼라 음극선관의 새도우 마스크의 유효면의 장축 위, 중간부, 긴변 위에 있어서, 구멍 배열의 간격을 나타내는 그래프,

제 18 도는 제 17 도에 도시된 구멍 배열의 간격이 채용된 새도우 마스크의 구멍 배열을 개략적으로 나타낸 평면도,

제 19a 도 및 제 19b 도는 본 발명의 다른 실시예에 있어서 칼라 음극선관의 새도우 마스크의 유효면의 장축 위, 중간부, 긴변위에 있어서 구멍 배열의 간격을 나타내는 그래프,

제 20 도는 제 19 도에 도시된 구멍 배열의 간격이 채용된 새도우 마스크의 구멍 배열을 계략적으로 나타내는 평면도,

제 21 도는 본 발명의 또한 다른 실시예에 있어서 칼라 음극선관의 새도우 마스크의 유효면의 장축상, 중간부, 긴변 위에 있어서 구멍 배열의 간격을 나타내는 그래프,

제 22 도는 제 21 도에 도시된 구멍 배열의 간격이 채용된 새도우 마스크의 구멍 배열을 개략적으로 나타내는 평면도,

제 21a도는 본 발명의 또한 다른 실시예에 관계된 칼라 음극선관의 새도우 마스크의 구멍의 경사를 개략적으로 나타내는 평면도,

제 21b도는 제 1 도에 도시된 새도우 마스크의 긴변 위의 구멍의 경사의 변화를 나타내는 그래프,

제 21c도는 제 1 도에 도시된 새도우 마스크의 긴변으로부터 단축 방향 치수의 1/3 내측에 있어서 구멍의 경사를 계략적으로 나타내는 그래프,

제 22 도는 노광에 이용되는 긴 광원과 패널 내면상에 있어서 제 21a도에 도시된 새도우 마스크 구멍의 유형의 관계를 설명하기 위한 도면,

제 23 도는 제 21a도에 도시된 새도우 마스크 인접 구멍의 간격을 설명하기 위한 도면,

제 24 도는 제 23 도에 도시된 새도우 마스크의 도밍 억제 효과를 설명하기 위한 도면,

제 25a도는 본 발명의 또한 다른 실시예에 관계된 칼라 음극선관 새도우 마스크 구멍의 경사를 나타내는 도면,

제 25b도는 제 25a도에 도시된 새도우 마스크의 긴변 위의 구멍의 경사를 나타내는 그래프,

제 25c도는 제 25a도에 도시된 새도우 마스크의 긴변으로부터 단축 방향 치수의 1/3 내측에 있어서 구멍의 경사를 나타내는 그래프,

제 26a도는 구멍의 유효면의 장축 방향의 위치가 단축 방향의 위치의 6차함수적으로 나타내는 새도우 마스크의 구멍의 경사를 나타내는 도면,

제 26b도는 제 26a도에 도시된 새도우 마스크의 긴변 위의 구멍의 경사를 나타내는 그래프,

제 26c도는 제 26a도에 도시된 새도우 마스크의 긴변으로부터 단축 방향의 치수의 1/3 내측에 있어서 구멍의 경사를 나타내는 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2,21 : 패널 3,22 : 퍼넬

4,23 : 형광체 스크린 5,24 : 유효면

6,25 : 새도우 마스크 9,28 : 전자총

11 : 형광체층 12,31,41 : 구멍

18,32,42 : 구멍 배열 26 : 네크

본 발명은 새도우 마스크형 칼라 음극선관(Color Cahode Ray Tube of Shadow Mask Type)에 관한 것이며, 특히 새도우 마스크의 유효면의 단축 방향을 따라서, 그 각각이 열(列)형상으로 뻗어가는 다수의 전자빔이 통과하는 구멍의 배열(apperture array)이 장축 방향에 배열되어 있는 새도우 마스크에 있어서 그 장축 방향의 구멍 배열의 간격 또는 구멍의 경사를 적정화해서 빔 랜딩의 어긋남을 억제하여 형광체 스크린의 품위를 항상시킨 칼라 음극선관에 관한 것이다.

일반적으로, 칼라 음극선관은, 제 1 도에 도시된 바와 같이, 내면이 곡면으로 이루어진 실질적으로 직사각형 형상의 유효부(1)를 가지는 패널(2) 및 상기 패널(2)에 접합된 갈대기 형상의 퍼넬(3)로 이루어진 외관용기를 가지며, 그 패널(2)의 유효부(1)의 내면에 청색 광선, 녹색 광선, 적색광선에 발광하는 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린(4)이 형성되어 있다. 또한, 이 형광체 스크린(4)에 대항해서 그 내측에 실질적으로 직사각형 형상의 유효면(5)이 곡면으로 형성되고, 이 유효면(5)에 전자빔이 통과하는 다수의 구멍이 형성된 새도우 마스크(6)가 배치되어 있다. 한편, 퍼넬(3)의 네크(7)내에 3 전자빔(8B,8G,8R)을 방출하는 전자총(9)이 배치되어 있다. 그리고, 이 전자총(9)으로부터 방출되는 3 전자빔(8B,8G,8R)이 퍼넬(3)의 바깥측에 장착된 편향 장치(10)에 의해 편향되어, 새도우 마스크(6)의 구멍을 통해서, 형광체 스크린(4)이 수평, 수직 주사됨으로씨 칼라 화상이 표시된다.

이와같은 칼라 음극선관 중에, 특히 동일 수평면 위를 통과하는 일열배치의 3 전자빔(8B,8G,8R)을 방출하는 인라인형 칼라 음극선관에 있어서는, 형광체 스크린(4)을 구성하는 3색 형광체 층이 수직 방향으로 연장되어 있는 가늘고 긴 스트라이프 형상으로 형성되며, 이것에 대응해서, 새도우 마스크(6)는 복수의 구멍이 유효면(5)의 단축 방향을 따라서 열(列)형상으로 뻗어가는 구멍 배열을 가지며, 이 구멍 배열이 유효면(5)의 장축 방향으로 복수로 병렬되어 있다.

종래 상기 새도우 마스크(6)는 색선별 전극으로서, 각 구멍을 상이한 각도로 통과하는 3 전자빔(8B,8G,8R)을 각각 대응하는 3색 형광체층에 랜딩지켜 발광시키는 기능을 가지며, 형광체 스크린(4)에 색순도가 양호한 화상을 표시하기 위해서는 구멍을 상이한 각도로 통과하는 3 전자빔(8B,8G,8R)을 각각 대응하는 3색 형광체 층에 바르게 랜딩시킬 필요가 있다.

그 때문에, 3색 형광체층과 새도우 마스크(6)의 구멍을 소정의 정합 관계로 할 필요가 있으며, 또한 칼라 음극선관의 동작 중 그 정합 관계를 유지하도륵 하지 않으면 안된다.

바꾸어 말하면, 항상 패널(2)의 유효부(1)의 내면, 즉 형광체 스크린(4)과 새도우 마스크(6)의 유효면(5)의 간격 이른바 q 값을 소정의 허용 범위로 유지하도록 하지 않으면 안된다.

그러나, 새도우 마스크형 칼라 음극선관은 그 동작 원리상, 새도우 마스크(6)의 구멍을 통과해서 형광체 스크린(4)에 도달하는 전자빔은, 전자총(9)으로부터 방출되는 전자빔 양의 1/3이하이며, 다른 전자빔은 새도우 마스크(6)의 구멍 이외의 부분에 충돌해서 열에너지로 교환되며, 새도우 마스크(6)를 가열한다. 그 결과, 예룹 들면 열팽창계수가 큰 저탄소강을 소재로 하는 새도우 마스크는 제 2 도에 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 형광체 스크린(4)방향으로 팽창하는 도밍을 일으킨다. 이와같이 도밍을 일으키면 구멍(l2)의 위치가 변화하고, 형광체 스크린(4)과 새도우 마스크(6)의 간격이 허용 범위를 초과한 경우에는 형광체층(11)에 대한 빔 랜딩의 어긋남에 의한 색순도의 악화를 일으킨다. 이 새도우 마스크(6)의 열팽창에 의한 랜딩 어긋남의 크기는 화면상에 그려진 화상 패턴의 휘도, 그 계속 시간등에 의해서 크게 다르다. 특히 국부적으로 고휘도 화상 패턴을 표시한 경우에는 제 2 도에 도시한 바와 같이 국부적인 도밍을 일으키고, 단기간 사이에 빔 랜딩이 어긋나고, 또 그 랜딩의 어긋나는 양이 커진다.

이 국부적인 도밍에 의한 랜딩 어긋남(mislanding)에 대해서는 직사각형 창문 형상의 패턴을 발생하는 신호기에 의해서, 제 3 도에 도시한 바와 같이, 화면상에 직사각형 창문 형상의 고휘도 패턴(14)이 그려지고, 이 고휘도 패턴(14)의 형상, 위치가 변화되어 빔 랜딩의 어긋나는 양이 측정되는 실험으로 다음과 같은 결과가 얻어졌다. 이 축정 실험은 화면의 단축 방향 즉, 화면상 Y축에 대응하는 수직축 방향으로 대전류 빔에 의한 가느다란 고휘도 패턴이 그러진다. 이 실험에 의하면 이 고휘도 패턴이 화면의 중심으로부터 장축 방향, 죽 제 3 도에 도시된 X축에 대응하는 수평축 방향에 그 장축 방향의 폭(W)의 1/3 정도의 위치에 패턴이 표시되면 가장 큰 랜딩 어긋남이 생기고, 특히 제 4 도에 나타낸 화면 중간부의 타원형상의 영역(15)에서 빔 랜딩의 어긋남이 가장 커진다.

이와같이 화면 중간부에서, 랜딩 어긋남이 커지는 이유는 다음과 같이 설명할 수 있다. 즉, 제 3 도에 있어서 고휘도 패턴(14)이 화면의 중앙 근방에 있을 때는, 이 고휘도 패턴(14)에 대응하는 새도우 마스크의 중앙 근방이 열팽창해서 변화해도, 상기 중앙 근방의 구멍을 통과하는 전자빔은 편향각이 작기 때문에 빔 랜딩의 어긋남은 작다. 그러나, 화면 중앙으로부터 장축 방향으로 이동함에 따라서 새도우 마스크의 열팽창에 의한 변형이 화면위에 빔 랜딩의 어긋남으로 나타나는 정도가 커진다. 그러나, 화면의 장축 방향이 양단부에 대응하는 새도우 마스크의 장축 방향의 양단부는 기계적 강도가 큰 마스크 프레임에 고정되어 있기 때문에 새도우 마스크가 열팽창해도 변형은 작게 억제되며, 화면의 장축 방향의 양단 근방에서는 새도우 마스크의 열팽창에 의한 변형을 원인으로 하는 범 랜딩의 어긋남은 작게 억제된다. 따라서, 새도우 마스크의 열팽창 변형에 의한 빔 랜딩의 어긋남은 화면의 중앙으로부터 장축 방향의 폭(W)의 l/3 정도의 위치에 고휘도의 패턴을 표시한 경우에 가장 커진다. 한편, 화면의 단축 방향에 대해서는 직사각형 창문 형상의 패턴의 상하단에 대응하는 새도우 마스크의 단축 방향의 양단부는 마스크 프레임에 고정되어 있기 때문에 새도우 마스크가 열팽창해도 장축 방향 양단부의 마찬가지로 변형은 작게 억제된다. 또한, 새도우 마스크의 주변부 에서는 전자빔의 충돌에 의에 발생하는 열에너지가 열 용량이 큰 마스크 프레임에 흡수되기 때문에 이 점에서도 새도우 마스크 주변부의 열팽창에 의한 변형은 작아진다. 따라서 새도우 마스크의 국부적인 도밍에 의한 랜딩 어긋남은 제 4 도에 도시한 영역(15)에서 가장 커진다. 이 영역(15)은 새도우 마스크의 유효면의 중심으로부터 장축 방향에 그 장축방향 폭의 1/3 정도 떨어진 위치를 중심으로 하고, 단축 방향에 유효면의 단축 방향 폭의 1/4 정도 떨어진 위치를 양단부로 하는 영역에 거의 대응한다.

종래부티 이와같은 새도우 마스크의 국부적인 도밍을 개선하는 여러가지 방법이 제안되고 있다. 그 한가지로, 새도우 마스크 유효면의 곡률을 크게 하는 방법, 즉 곡률반경을 작게 하는 방법이 있다. 득히, 이 유효면의 곡률을 크게 하는 방법에 대해서는, 이제까지의 검토 결과로부터 특히 단축 방향의 곡률을 크게 함으로써 도밍을 개선할 수 있는 것이 알려져 있다.

종래, 새도우 마스크 유효면의 곡면 형상은 패널의 유효부 내면과 새도우 마스크 유효면과의 간격, 즉 q값을 적정하게 할 필요외에 패널의 유효부의 내면 형상과 편향 장치의 편향 특성에 의에 결정되고 있다. 그때문에 새도우 마스크의 유효면의 곡면 형상을 변하게 하는 경우는 패널의 유효부의 내면 형상도 변하게 할 필요가 있으며, 새도우 마스크 유효면의 곡률을 크게 해서 도밍을 억제하기 위해서는 패널 유효부의 내면의 곡률도 크게 할 필요가 있다. 그러나, 최근의 대형 칼라 음극선관과 화면의 애스펙트비가 16 : 9인 가로 길이의 칼라 음극선관 등에 대해서는 패널의 유효부 외면의 곡률을 작게 해서 보다 평면에 가까운 경향에 있기 때문에, 패널 유효부의 내면의 곡률을 크게 하면 패널의 중앙부의 주변부의 두께의 차가 커지며 특성상 바람직하지 않계 된다.

또한, 패널 유효부의 내면의 곡률을 작게 유지한 채, 새도우 마스크 유효면의 곡률을 크게 하면 적정한 q값이 얻어지지 않게 된다. 그러나, 이 경우 생기는 q값의 에러는 새도우 마스크의 단축 방향을 따라서, 열(列)형상으로 뻗어가는 구멍 배열의 인접 구멍 배열과의 간격을 적정화함으로써 보정 가능한 것이 알려져 있다.

이러한 예로서, 서로 인접하는 구멍 배열의 간격을, 새도우 마스크의 중심으로부터 장축 방향을 따라서 주변으로 갈수록 크게 함으로써, 새도우 마스크 유효면의 장축 방향의 곡률을 크게 한 새도우 마스크가 있다. 그러나, 이 방법은 새도우 마스크의 도밍 방지에 유효한 단축 방향의 곡률을 크게할 수 없다. 이 단축 방향의 곡률을 크게 하기 위해서는 장축 방향과 마찬가지로 서로 인접하는 구멍 배열의 간격을 새도우 마스크의 중심으로부터 단축 방향을 따라서 주변으로 갈수록 크게 할 필요가 있다. 그러나, 모든 구멍 배열에 대해서 구멍 배열의 간격을 단축 방향의 주변으로 갈수록 커지게 하면, 새도우 마스크의 유효면을 직사각형 형상으로 유지할 수 없고 직사각형 형상의 화면이 얻어지지 않게 된다.

이와 같은 문제를 해결하는 것을 하나의 목적으로 하여 일본국 특공평5-1574호 공보 및 일본국 특공평 5-42772호 공보에는 새도우 마스크의 단축 단부에 있어서 구멍 배열의 간격을 대각축 단부에 있어서 구멍 배옅의 간격보다도 작게 함으로써 거의 직사각형 형상의 화면을 유지하는 상태로 대각축 단부 부근의 단축 방향의 곡률을 크게 하는 것이 도시되어 있다.

이와같은 새도우 마스크는, 보다 구체적으로는, 구멍 배열의 간격(PH)이 X, Y를 새도우 마스크 유효면의 중심을 원점으로 하고, 유효면의 장축, 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계의 좌표값 a, b, c를 Y의 2차 함수로서

PH=a+bX²+cX⁴

으로 표시된다.

그러나, 이와같은 새도우 마스크는, 구멍 배열의 간격(PH)이 장축으로 부터의 단축 방향 거리(Y)의 2차함수적으로 변화하기 때문에 단축 방향의 곡률을 평균적으로 크게 할 수 밖에 없다. 그 때문에, 국부적인 도밍을 어느 정도 억제하는 것은 가능하지만 국부적인 도밍에 의한 빔 랜딩의 어긋남이 가장 커지는 제 4 도에 도시한 영역(15)의 랜딩 어긋남을 충분히 억제할 수 없다. 이 영역(15)의 랜딩 어긋남을 충분히 억제하기 위해서는 제 4 도에 도시한 영역(15)에 도달하는 전자빔이 통과하는 새도우 마스크 유효면의 영역의 단축 방향의 곡률을 크게 할 필요가 있다. 그러나, 이 영역의 단축 방향의 곡률을 크게 하기 위해서는 제 5 도에 도시한 바와 같이, 제 4 도의 타원형상 영역(15)의 화면의 장축상에 위치하는 중심(P1)에 대응하는 새도우 마스크(6)상의 유효면의 장축상에 위치하는 위치 M1으로부터 영역(15)의 단축 방향 단부(P2)에 내용하는 새도우 마스크(6)의 유효면(5)의 단축 방향 폭(H' )의 1/4 정도 수평축으로부터 떨어진 위치 M2에서의 구멍 배열의 간격 PH M2를, 위치 M1에 있어서 구멍 배열의 간격 PH M1보다도 크게 하지 않으면 안된다. 그러나, 이와같이 위치 M2에 있어서 구멍 배열의 간격PH M2을, 위치 M1에 있어서 구멍 배열의 간격 PH M1보다 크게 하면 이 새도우 마스크는 구멍 배열의 간격이 Y의 2차함수적으로 변화하고, 또한 단축 방향으로 떨어진 제 4 도에 도시하는 화면의 긴변 부근 P3에 대응하는 새도우 마스크(6)의 긴변 위의 위치 M3에 있어서, 구멍 배열의 간격 PH M3이, 제 5 도에 파선으로 도시한 바와 같이 또한 커진다. 그 때문에 새도우 마스크(6)의 유효면(5)을 직사각형 형상으로 유지하기 위해서는 긴변 위의 다른 위치에 있어서 구멍 배열의 간격을 매우 작게 하지 않으면 안되게 된다. 또한 위치 M3에 있어서 간격에 맞추어 화면을 설정하면 q값이 너무 커진다. 그 결과, 유효면에 곡면의 반전이 생기고, 칼라 음극선관을 형성하는 것이 매우 곤란하게 된다.

또한, 일반적으로 칼라 음극선관의 형광체 스크린은 포토리소그래피법에 의해 형성되며, 패널의 내면에 형광체의 감광성 수지를 주성분으로 하는 형광체 슬러리를 도포에 건조하여 형광체 슬러리층을 형성하고, 이 형광체 슬러리층을 새도우 마스크를 통하여 노광하고, 현상해서 형광체층을 형성하며, 이것을 3색 형광체층에 대해서 반복함으로써 형성된다. 이 노광공정에서는, 광학렌즈계를 이용하여 노광 광원으로부터의 광원을 전자총으로부티 방출되는 전자빔의 궤도에 근사시키고, 새도우 마스크의 구멍과 소정 관계의 위치에 형광층이 형성된다. 또한 3색 형광체층 사이에 흑색 비발광 물질층을 가진 형광체 스크린에 대해서는, 동일한 포토리소그래피법에 의에 흑색 비발광 물질층이 형성되며, 그 후 이 흑색 비발광 물질층의 틈에 3색 형광체층이 형성된다.

그러나, 형광체 스크린을 구성하는 3색 형광체층 또는 흑색 비발광 물질층이 단축 방향에 가늘고 긴 스크라이프 형상으로 형성되고, 이것에 대응해서 복수의 슬릿 형상의 구멍에 의해서 단축 방향에 열(列) 형상으로 뻗어가는 구멍 배열이 구성된 새도우 마스크를 구비하는 인라인형 칼라 음극선관에 대해서는, 새도우 마스크의 구멍을 통과한 전자빔이 형광체층의 긴 방향, 즉, 형광체 스크린의 단축 방향으로 어긋나도, 색의 선택에는 영향받지 않는다. 따라서, 인라인형 칼라 음극선관의 형광체 스크린의 형성은 스트라이프 형성 형광체층 또는 흑색 비발광 물질층의 긴 방향 즉, 새도우 마스크의 구멍 배열의 긴 방향에 긴 광원이 이용되고 있다. 이와 같은 긴 광원의 사용은 노광 시간의 단축, 형성되는 패턴의 선명도의 개선등에 크게 기여한다.

그러나, 상기와 같이 긴 광원을 이용하면, 패널의 내면은 긴 방향뿐만 아니라 단축 방향에도 곡률을 가지기 때문에 제 6 도 및 제 7 도에 도시한 바와 같이 긴 광원(LS)의 양말단(AL, BL)으로부터의 광선(Ep)은 새도우 마스크(6)의 구멍을 통해서 패널(2) 내면상의 점 AP, BP에 도달하기 때문에 패널(2)의 내면상에 있어서, 노광점 Ap, Bp 사이에는, 수평 방향에 Δ1로 나타내는 차가 생긴다. 이것은, 긴 광원(Ls)의 긴 방향과 패널(2)의 내면상 구멍의 패턴의 긴 방향이 동일 평면 내에 포함되지 않기 때문에 생기는 것이며, 그 때문에, 제 8a도에 도시된 바와 같이 형성되는 3색 형광체층(16B,16G,16R)은 패널(2)의 중앙부에서는, 제 8b 도에 도시된 바와 같이, 똑바른 스트라이프 형상으로 형성되어도, 주변부에는, 제 8c 도에 도시된 바와 같이, 이른바 광원 구부림이라고 불리우는 꾸불꾸불한 형상이 생긴다. 그 결과, 특히 형광체 스크린(4)주변부의 품위가 악화한다.

이 형광체 스크린(4)의 품위 악화를 방지하기 위해서, 종래는, 패널 내면의 전면이 동시에 노출되지않고 패널 내면을 부분적으로 노광하는 창을 설치한 셔터가 패널과 노광 광원 사이에 이동 가능하게 배치되고, 이 셔터의 이동과 같은 시기에 긴 광원이 기울어짐으로써 긴 광원의 긴 방향과 패널 내면상의 구멍의 패턴의 긴 방향이 동일 평면위에 위치되도록 패널 내면이 노광되어 있다. 그러나, 이 노광 방법은 그 노광에 이용되는 노광되어 있다.

그 때문에 최근에는 광학 렌즈계를 이용해서 노광 광원을 경사시키지않고 긴광원으로부터의 광선의 궤도를 적정화하고, 패널 내면의 전면을 동시에 노광하는 방법이 많이 이용되고 있다. 그러나 이 광학 렌즈계를 이용하는 노광 방법은 3색 형광체층이 꾸불꾸불한 것을 충분히 보정할 수 없는 경우가 많다.

3색 형광체층이 꾸불꾸불한 것을 방지하고자 하는 새도우 마스크가 일본국 특개평 5-1572호 공보에 개시되어 있다. 이 공보에 개시된 새도우 마스크에 있어서는, 제 9a 도에 도시한 바와 같이, 새도우 마스크(6)의 전자빔이 통과하는 구멍 배열(18)은 유효면(5)의 짧은변과 짧은변사이의 치수, 축 장축 방향 폭(W)의 1/4에 해당하는 짧은변으로부터 내측 영역에 있어서 긴변으로부터 긴변 사이의 치수, 즉 단축 방향 폭(H)의 1/3에 해당하는 긴변의 내측에 위치하는 장축에 평행한 선(19)위에서, 제 9c도에 곡선으로 도시한 바와 같이 음의 경사(KII)를 가지고 있다. 또한 구멍 배열(18)은 짧은변 사이 치수(W)의 1/4 내측의 영역의 긴변 위에서 제 9b도에 곡선으로 도시한 바와 같이 양의 경사(PI )를 가지고 있지 않다. 또한, 일본국 특공평 5-42772호 공보에 개시된 다른 새도우 마스크는 제 10a 도, 제 10b도 및 제 10c도에 도시한 바와같이 긴변상 및 긴변으로부터 긴변 사이 치수(H)의 1/3 내측에 위치하는 장축에 평행한 선(19)상에서 음에 가까운 경사(PI, PII)로 한 것이 도시되어 있다. 그러나, 이 새도우 마스크는 코너부분 부근의 긴변 위에서의 경사를 충분한 크기로 할 수 없고, 3색 형광체층의 꾸불꾸불함을 충분히 보정할 수 없다.

본 발명의 목적은, 새도우 마스크 구멍 배열의 간격을 적정화함으로써 새도우 마스크의 유효면을 국부적인 도밍을 충분히 억제할 수 있는 곡면으로 하고 빔 랜딩의 어긋남이 생기지않는 특성이 양호한 칼라 음극선관을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 새도우 마스크 구멍 배열의 각 구멍의 경사를 적정화함으로써 형광체 스크린 주변부에 있어서 눈에 띄는 스트라이프형상 형광체층의 꾸불꾸불함을 없애고 형광체 스크린의 품위를 향상시켜 색순도가 양호한 칼라 음극선관을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 내면이 곡면으로 이루어진 실질적으로 직사각형 형상의 유효부를 가지는 패널과, 이 패널의 유효부 내면에 형성된 형광체 스크린과, 이 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상인 유효면이 곡면으로 이루어지고, 이 유효면에 전자빔이 통과하는 다수의 구멍이 형성된 새도우 마스크를 구비하고, 상기 구멍이 대체로 유효면의 단축 방향을 따라서 열(列) 형상으로 뻗어가는 구멍 배열을 구성하고, 이 구멍 배열이 유효면의 장축 방향에 복수 열로 병렬되어 이루어진 칼라 음극선관에 있어서 새도우 마스크를 구멍 배열의 간격이 유효면 상의 위치에 의해서 다르며, 유효면의 중심부를 통과하는 구멍 배열로부티 유효면의 장축 방향의 주변을 향해서 N-1개째의 구멍 배열과 N개째의 구멍 배열의 간격을 PH(N)으로 하고, A, B, C를 각각 유효면의 중심을 원점으로 하고, 유효면의 장축, 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계의 단축방향 좌표값 Y의 4차함수로하고, 또한 C를 Y의 절대값의 증가의 함께 일단 감소한 후 증가하는 함수로서

PH(N ) =A+BN²+CN⁴

로 표시되는 간격으로 설정했다.

또한, 새도우 마스크를 유효면의 중심으로부터 유효면의 장축 방향 직경(W)의 1/3 떨어진 위치를 통과하는 구멍 배열의 간격이 유효면의 단축 방향의 절대값의 증가와 함께 장축 부근에서는 증가하고, 유효면의 중심을 원점으로 하여 장축, 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계의 단축 방향 좌표값 Y에 대해서 유효면내에 편곡점을 가지는 Y의 4차함수로 표시되는 간격으로 설정한다.

이와 같이, 구멍 배열의 간격을 설정하면, 제 5 도에 구멍 배열의 간격을 Y의 2차함수적으로 변화하는 공지된 새도우 마스크의 구멍 배열의 간격과 대비해서 도시한 바와 같이, 새도우 마스크 유효면의 중심으로부터 유효면의 장축 방향 폭(W)의 1/3정도 떨어진 장축 위의 위치 M1에 있어서 구멍 배열의 간격 PH M1보다도 그 장축 위의 위치 M1으로부터 단축방향 폭(H)의 1/4 정도 떨어진 위치 M2에 있어서 구멍 배열의 간격 PHM2를 크게 설정할 수 있다. 또한 이 단축 방향 폭(H)의 1/4 정도 떨어진 위치로부터 단축 방향으로 떨어진 긴변 위의 위치 M3에 있어서 구멍배열의 간격 PH M3을, Y의 2차 함수적으로 변화시키는 공지된 구멍 배열의 간격에 비해서 작게 할 수 있다.

즉, 상기 예의 새도우 마스크와 같이 구멍 배열의 간격을 Y의 4차함수적으로 변화하는 것으로 하면 장축상의 위치에 있어서 구멍 배열의 간격PH M1보다도 단축 방향에 단축 방향 폭(H) 의 1/4 정도 떨어진 위치에 있어서 구멍 배열의 간격 PH M2를 크게 설정해도 긴변 위에 있어서 구멍 배열의 간격 PH M3을 너무 크지 않게 하도록 할 수 있다. 따라서, 그것에 의해 새도우 마스크의 유효면의 단축 방향의 곡률을 국부적으로 크게 설정해서 종래 생긴 국부적인 도밍을 제어할 수 있고, 그 국부적인 도밍에 의한 빔 랜딩의 어긋남을 작게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 내면이 곡면으로 이루어진 실질적으로 직사각형 형상의 유효부를 가지는 패널 유효부 내면에 형광체 스크린이 형성되며, 이 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상인 유효면이 곡면으로 이루어지고, 이 유효면에 다수의 슬릿 형상 구멍이 형성된 새도우 마스크를 구비하고, 이 새도우 마스크의 구멍이 대체로 유효면의 단축 방향을 따라서 열(列)형상으로 뻗어가는 구멍 배열을 구성하고, 이 구멍 배열이 유효면의 장축 방향에 복수열로 병렬되어 이루어진 칼라 음극선관에 있어서, 그 새도우 마스크의 구멍 배열을 유효면상의 위치에 의해 다른 형상으로 만곡시키고, 이 구멍 배열을 구성하는 구멍이 구멍 배열에 따라서 기울고, 이 구멍의 유효면의 긴변 위에서의 경사를 유효면의 짧은변과 짧은변으로부티 짧은변 치수의 1/4 내측에 끼워진 영역에 있어서 유효면의 긴변측의 구멍 단부가 반대축 단부보다도 유효면의 단축에 가까운 정방향으로 최대로 기울고, 또한 유효면의 긴변으로부터 긴변 사이 치수의 1/3 내측에 있어서 유효면의 단축으로부터의 거리가 커짐에 따라서 커지고, 단축에 가까울수륵 감소 또는 반전해서 최소값을 가진다.

또한, 유효면의 중점을 원점으로 하여 이 유효면의 장축 및 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계에 있어서 동일 구멍 배열을 구성하는 구멍의 장축 방향의 위치를 X, 단축 방향의 위치를 y로 할 때, x가 y의 4차 이상의 우함수로 나타내도록 한다.

상기의 같이 구성하면, 특히 새도우 마스크 유효면의 코너부분 가까운데서 구멍의 경사를 최대로 함에 따라, 스트라이프 형상 형광체층의 꾸불꾸불함이 생기기쉬운 패널 유효부의 주변부에서 긴 광원과 패널 내면위의 구멍의 패턴을 동일 평면 위에 위치시킬 수 있고, 스트라이프 형상 형광체층의 꾸불꾸불함을 없앨 수 있다. 또한 유효면의 긴변으로부터 긴변 사이 치수의 1/3 안측에 위치에 있어서, 유효면의 단축으로부터의 거리가 커짐에 따라서 크게 하고, 짧은 변에 가까울수록 감소 또는 반전 시키기 때문에 결과적으로 이 영역에서는 인접 구멍의 간격이 커지며, 패널 내면과 새도우 마스크의 간격이 커진다.

한편, 장축 위에서는 인접 구멍 배열의 간격이 상대적으로 작아지며, 새도우 마스크의 곡률반경이 작아진다. 그 결과, 새도우 마스크의 국부적인 열팽창에 의한 국부적인 도밍을 억제할 수 있고, 색순도가 양호한 칼라 음극선관으로 할 수 있다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 칼라 음극선관을 실시예에 의거해서 설명한다.

제 11도는 본 발명의 하나의 실시예에 관계된 칼라 음극선관을 나타내고 있다. 이 칼라 음극선관은, 내면이 곡면으로 형성된 실질적으로 직사각형 형상인 유효부(20)를 가지는 패널(21) 및 이 패널(21)에 접합된 깔대기 형상의 퍼넬(22)로 이루어진 외관용기를 가지며, 그 패널(21)의 유효부(20) 내면에 청, 녹, 적으로 발광하는 3색 형광체층으로 이루어진 형광체 스크린(23)이 형성되어 있다. 그 3색 형광체층은 유효부(20)의 단축 방향, 즉 수직방향으로 연장된 가늘고 긴 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 또한, 이 형광체 스크린(23)에 대향해서 그 안측에 실질적으로 직사각형 형상의 유효면(24)이 곡면으로 형성되고, 이 유효면(24)에 전자빔이 통과하는 다수의 구멍이 후술하는 배열로 형성된 새도우 마스크(25)가 배치되어 있다. 한편, 퍼넬(22)의 네크(26)내에 수평 방향 즉 X축 방향에 하나의 열로 배치된 3 전자빔(27B,27G,27R)을 방출하는 전자총(28)이 설치되어 있다.

그리고, 이 전자총(28)으로부터 방출되는 3 전자빔(27B,27G,27R)이 퍼넬(22)의 바깥측에 장착된 편향 장치(29)가 발생하는 자계에 의해 편향되며, 새도우 마스크(25)의 구멍을 통과한 전자빔(27B,27G,27R)에 의해서 형광체 스크린(23)이 수평, 수직으로 주사됨으로씨 칼라 화상이 표시된다.

새도우 마스크(5)의 구멍은 제 12 도에 도시된 바와 같이, 대체로 유효면(24)의 단축 방향, 즉 도면상 Y축에 해당하는 수직축 방향을 따라서 복수개의 구멍(31)이 배열되어 뻗어가는 구멍 배열(32)을 구성하고, 이 구멍 배열(32)이 장축 방향, 축 도면상 X축에 해당하는 수평축 방향으로 복수열로 병렬되어 있다. 보다 구체적으로는, 구멍(31)의 배열은 새도우 마스크(25) 유효면(24)의 중심 O을 통과하는 구멍 배열(32)로부터 장축 방향의 주변을 향해서 N-1개째의 구멍 배열(32)과 N개째의 구멍 배열(32)의 간격을 PH(N)으로 하고, A, B, C를 각각 유효면(24)의 중심 O를 원점으로 하여 유효면(24)의 장축, 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계의 단축 방향 좌표값 Y의 4차함수의 계수로 하고, 또한 C를 Y의 절대값의 증가의 함께 일단 감소한 후 증가하는 함수로서,

PH( N ) =A +BN²+CN⁴

로 표시되는 간격으로, 단축 방향으로 열(列) 형상으로 뻗는 구멍 배열(32)을 장축 방향으로 복수열로 배치되어 있다. 그 계수 A, B는, 각각 유효면(24)의 형상이 거의 직사각형 형상이 되도록 계수 C에 합쳐서 변화된다.

상기와 같이 구멍의 배열이 설정된 새도우 마스크의 하나의 열로서, 유효면의 중심O로부터 장축 방향의 편측에 250개의 구멍이 배열되는 경우에 대해서 장축상, 장축으로부터 단축 방향 즉, Y축 방향에 유효면의 단축 방향 폭 H'의 1/4 떨어진 중간부 및 유효면 외측의 긴변 위에 대해서의 N이 PH(N)과의 관계로 제 13 도에 도시되어 있다. 곡선(33)이 장축상, 곡선(34)이 중간부, 곡선(35)이 긴변 위에서의 N이 PH(N)과의 관계를 나타내고 있다.

이 제 13 도로 알 수 있는 바와 같이, N과 PH(N)의 관계는 Y가 증가함으로써 N의 4차 계수(C)가 변화하고, 그것에 의해 곡선 (33∼35)으로 도시되는 바와 같이 다르게 변화된다. 지금 장축상의 곡선(33)과 중간부의 곡선(34)을 비교하면 Y의 증가에 따라서 N의 4차 계수(C)가 감소하고, 화면의 중심으로부터 장축 단부를 향해서 화면의 장축 방향 폭(W)의 1/3 정도 떨어진 위치, 즉 제 4 도의 위치 P1에 도달하는 전자빔이 통과하는 위치 M1에 있어서, 190개째의 구멍 배열과 그 한개 전인 189개째의 구멍 배열의 간격 PH(190M1)보다도, 상기 위치 P1으로부터 단축 방향으로 화면의 유효부의 단축 방향 폭(H)의 1/4 떨어진 중간부, 즉 제 4 도의 위치 P2에 도할하는 전자빔이 통과하는 중간부의 위치 M2에 있어서 인접 구멍 배열의 간격 PH(190M2)쪽이 크게 되어있다. 이 인접 구멍 패턴의 간격 PH(190M2)는 그 후, Y의 증가에 따라서 N의 4차함수가 증가하고, 곡선M35로 도시된 바와 같이 화면의 긴변 위, 즉 제 4 도의 위치 P3에 도달하는 전자빔이 통과하는 긴변 위의 위치 M3에 있어서 인접 구멍 배열의 간격 PH(190M3)는 상기 중간부의 위치 M2에 있어서 인접 구멍 배열의 간격 PH(190M2)보다도 작게 되어 있다.

즉, 제 13 도에 도시한 새도우 마스크의 한가지예는 종래 국부적인 도밍이 가장 크게 생긴 유효면의 중심으로부터 장축 방향에 1/3 정도 떨어진 영역에 있어서 인접 구멍 패턴의 간격 PH가 장축으로부뎌 긴변 방향으로 떨어질수록

PH(190M2) PH(190M3) PH(190M1)

의 관계로 되어 있다.

제 14 도에 새도우 마스크(25)를 유효면(24)의 중심O를 통과하는 직교축(X-Y축)으로 4 분할한 제 1 상한에 대해서 새도우 마스크(25)의 구멍 배열(32)의 모식도를 나타낸다. 각 구멍 배열(32)은 대체로 유효면(24)의 단축 방향에 Y의 4차 함수 곡선을 따라서 열(列)형상으로 뻗어있고, 장축 단부 즉 새도우 마스크(25)의 짧은 단부에서는 거의 직선으로 되어 있다. 이것은 이와 같이 구멍 배열(32)을 배열해도 유효면(24)을 실질적으로 직사각형 형상으로 형성할 수 있는 것을 의미하고 있다. 또한 제 4 도를 참조해서 설명한 바와 같이 종래 국부적인 도밍에 의에 빔 랜드의 어긋남이 가장 크게 생긴 영역에 도달하는 전자빔이 통과하는 190개째의 구멍 배열(32)과, 그 한개 전인 189개째의 구멍 배열(32)의 간격PH에 착안하면 구멍 배열의 간격 PH가 Y의 변화를 수반하여 4차 함수적으로 변화함으로써 장축상의 위치 M1으로부터 단축 방향으로 떨어질수록 차례로 커지며, 그 후 긴변에 가까울수록 작아져 있다.

다음으로, 이와같은 새도우 마스크를 사용한 칼라 음극선관의 국부적인 도밍에 의한 빔 랜딩의 어긋남의 제어에 대해서 설명한타. 전술한 바외 같이 칼라 음극선관을 형광체 스크린상에 표시되는 화상의 색 어긋남을 방지하기 위해서는 3 전자빔을 3색 형광체층에 바르게 랜딩시키는 것이 필요하며, 그 때문에 패널의 형광체 스크린이 형성되어 있는 유효부 내면과 새도우 마스크의 유효면의 간격(q값)과 새도우 마스크 구멍 배열의 간격(PH)사이에 적정한 관계로 하는 것이 필요하다. 그 q값과 구멍 배열의 간격(PH)이 적정한 관계에 있을 경우는 제 15a도에 도시한 바와 같이 예를 들면 적색 형광체층(37R)과, 청색 형광체층(37B)에 대해서 도시한 인접 형광체층 사이의 간격(d)은 녹색 형광체층(37G)에 대해서 도시한 동일색 형광체층의 간격(PHP)의 2/3이다. 그러나, q값이 적정값보다도 작으면 제 15b도에 도시한 바와 같이,

d 2/3·PHP

가 된다. 이 경우, q값을 크게 하거나 새도우 마스크의 구멍 패턴의 간격 PH를 작게 함으로써 적정 상태로 할 수 있다. 또한 q값이 보정값보다도 크면 제 15c 도에 도시한 바와 같이,

d 2/3·PHP

가 된다. 이 경우는 q값을 작게 하거나 또는 새도우 마스크의 구멍 패턴의 간격 PH를 크게 함으로써 적정 상태로 할 수 있다.

또한, 제15a도, 제15b도, 제15c도에 있어서 38 은 각형광체층(37B,37G,37R)사이에 개재하는 빛흡수층이다.

상기 q값 구멍 배열의 간격 PH, 인접 형광체층 사이의 간격 d의 관계에 대해서 상술한 이 예의 새도우 마스크는 189째의 구멍 배열과, 190째의 구멍 배열의 간격 PH를 장축상의 간격 PH(190M1)에 대해서 중간부의 간격 PH(190M2)를 크게 하고 있기 때문에 q값을 크게 해도 q값과 구멍 패턴의 간격 PH외의 관계를 적정 상태로 유지할 수 있다. 즉 종래 칼라음극선관의 새도우 마스크의 같이 각 구멍 배열의 간격이 단축으로 일정한 경우는 제 16 도에 도시한 바와 같이 새도우 마스크의 유효면위의 점 M1을 통과하는 단축 방향 단면, 즉 Y-Z 단면이 곡선 39로 표시된 곡면으로 하면 국부적인 도밍을 억제해야 하는 구멍 배열의 간격을 Y의 2차함수적으로 증가시키는 종래의 새도우 마스크의 점 M1을 통과하는 단축 방향 단면은 곡선 36으로 나타내는 곡면이 된다. 이 새도우 마스크는 구멍 배열의 간격이 단축 방향으로 일정한 곡선(39)의 새도우 마스크에 대해서, 단축 방향의 중간부 M2 및 긴변상 M3에 있어서, q값을 크게 할 수 있기 때문에 단축 방향의 곡률을 크게 할 수 있어 국부적인 도밍을 어느 정도 억제하는 것이 가능하다. 그러나, 이 구멍 배열의 간격을 Y의 2차함수적으로 증가시키는 새도우 마스크는 중간부 M2의 간격을 크게 하면 긴변상 M3에서는 그 이상으로 커지기 때문에 긴변상 M3의 간격 PH도 적정 상태로 유지하려고 하면, 유효면에 곡면의 반전 부분이 생긴다. 따라서, 이와같은 불합리가 생기지 않도록 중간부 M2의 간격의 크기에는 제한이 있다.

이것에 대해, 상기 예의 새도우 마스크와 같이 구멍 배열의 간격 PH을 Y의 4차함수적으로 변화시키면 곡선 40으로 도시한 바와 같이 중간부 M2에서의 구멍 배열의 간격 PH(190M2)를 크게 해도 긴변상 M3의 간격PH(190M3)를 상기 Y의 2차함수적으로 증가시키는 새도우 마스크의 같은 정도로 감소시킬 수 있고, Y의 2차함수적으로 증가시키는 새도우 마스크의 문제점인 유효면의 곡면의 반전을 피할 수 있다. 즉 긴변 부근에서의 q값을 Y의 2차함수적으로 증가시키는 새도우 마스크의 경우와 같은 정도로 유지하고, 중앙부에서의 q값을 크게 할 수 있다. 그 결과, 제 4도를 참조해서 설명한 종래 국부적인 도밍에 의에 빔 랜딩의 어긋남이 크게 나타단 영역에 도달하는 전자빔이 통과하는 부분의 유효면의 곡률을 충분히 크게 할 수 있고, 국부적인 도밍에 의한 빔 랜딩의 어긋남을 대폭적으로 억제할 수 있다.

이와같은 새도우 마스크 유효면의 단축 방향의 곡률 반경 Ry의 보다 구체적인 한가지예를 표 1에 종래 실시예 1로 기재되는 종레 새도우 마스크 종래 실시예 2로 기재되는 구멍 배열의 간격을 Y의 2차함수적으로 증가시키는 새도우 마스크 및 본 발명의 실시예에 관계된 새도우 마스크를 비교해서 나타낸다.

[표 1]

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 실시예의 새도우 마스크의 장축 위에서의 단축 방향의 곡률반경(Ry)은 종래 실시예 1 의 그것에 대해서 23%, 종래 실시예에 2에 대해서도 13% 작게 되어 있다. 긴변위에서는 종래에 1,2의 단축 방향의 곡률반경 (Ry)에 비해서 크게 되어 있지만 이 긴변 부근에서는 기계적 강도가 큰 마스크 프레임에 고정되며 또한, 전자빔의 충돌에 의해 가열되어도 열에너지가 열용량이 큰 마스크 프레임에 흡수되어 본래 국부적인 도밍이 작기 때문에 곡률반경(RY)을 크개 해도 빔 랜딩의 어긋남은 작고 특별히 문제되지 않는다.

그 결과, 실제로 이 새도우 마스크를 조립한 칼라 음극선관은 빔 랜딩의 어긋남이 종래 실시예 2의 새도우 마스크를 조립한 칼라 음극선관에 비해서 14% 정도 작아지는 것이 확인되고 있다.

다음으로 다른 실시예에 관계된 칼라 음극선관에 대해서 설명한다.

제 14 도 및 제 15a 도, 제 15b 도, 제 15c 도를 참조해서 상기 실시예에서 설명한 새도우 마스크의 구멍 배열은 유효면의 장축 즉, X축위의 위치의 긴변 위의 위치가 반드시 동일 축상은 아니지만 제 18 도에 도시한 새도우 마스크는 각 구멍 배열의 간격 PH를

PH( N ) =A +BN²+CN⁴

으로 표시되는 간격으로 하고, 그 각 계수(A, B, C)를 상기 실시예와 다르게 한 것이다.

제 17 도의 곡선 33은 장축 위, 곡선 34는 장축 즉, X축 위로부터 단축 방향에 유효면의 단축 방향 폭의 1/4 떨어진 중간부, 곡선 35는 유효면의 긴변 위에서의 구멍 배열의 간격을 나타내고 있다. 이 새도우 마스크는 곡선 33곡선 35가 일치하고 있으며, 장축상의 구멍 배열의 간격과 긴변 위의 구멍 배열의 간격이 유효면의 전면에 걸쳐서 동일한 것을 나타내고 있다. 즉 제 18 도에 유효면(24)을 그 중심 ○를 통과하는 직교축에 4 분할한 제 1 상한에 대해서 모식적으로 나타내는 바와 같이 각 구멍 배열(32)의 장축 위에 위치와 긴변 위의 위치는 파선으로 나타낸 바와 같이 단축과 평행한 동일축상에 위치한 간격으로 되어 있다. 그러나, 제 4 도에 도시한 국부적인 빔 랜딩의 어긋남이 생기는 영역의 중심(P1)에 도달하는 전자빔이 통과하는 새도우 마스크의 유면의 장축상의 위치 M1에 있어서 구멍 배열(32)의 간격에 대해서 이 위치 M1으로부터 단축 방향에 유효면의 단축 방향폭의 1/4 떨어진 중간부의 위치 M2에 있어서 구멍 배열(32)의 간격은 크게 되어 있다.

새도우 마스크의 구멍 배열(32)의 간격을 이와같이 설정해도 상기 실시예와 마찬가지 효과를 가지는 새도우 마스크로 할 수 있다.

제 19a 도에 도시한 새도우 마스크는 마찬가지로 구멍 배열의 간격PH를

PH(N ) =A+BN²+CN⁴

으로 표시된 간격으로 하고, 그 각 계수 A, B, C를 상기 각 실시예와 다르계 한 것이다. 제 19 도의 곡선(33)은 장축상, 곡선(34)은 장축으로부티 단축 방향에 유효면의 단축 방향 폭의 1/4 떨어진 중간부, 곡선(35)은 유효면의 긴변 위에서의 구멍 배열의 간격을 나타내고 있다. 이 새도우 마스크는 곡선 34의 35가 일치해 있으며, 중간부의 구멍 배열의 간격과 긴변 위의 구멍 배열의 간격이 유효면의 전면에 결치지 일치하고 있다. 즉 제 20 도에 유효면(24)을 그 중심 ○를 통과하는 직교축으로 4 분할한 제 1 상한에 대해서 모식적으로 도시한 바와 같이 각 구멍 패턴(32)의 중간부상의 위치와 긴변 위의 위치는 파선으로 도시한 바와 같이 중간부상의 위치와 긴변 위의 위치는 단축과 평행한 동일축상에 위치한 간격으로 되어 있다. 그러나, 제 4 도에 도시한 국부적인 빔 랜딩의 어긋남이 생기는 영역의 중심 P1에 도달하는 전자빔이 통과하는 새도우 마스크의 유효면의 장축위의 위치 M1에 있어서 구멍 배열(32)의 간격에 대해서, 이 위치(M1)로부터 단축 방향에 유효면의 단축 방향 폭의 1/4 떨어진 중간부에 있어서 구멍 배열(32)의 간격은 크게 되어 있다.

새도우 마스크의 구멍 패턴(32)의 간격을 이와 같이 설정해도 상기 실시예와 같은 효과를 가지는 새도우 마스크로 할 수 있다.

제 19b 도에 도시한 새도우 마스크도 구멍 배열의 간격 PH를

PH(N ) =A+BN²+CN⁴

으로 나타내는 간격으로 하고, 그 각 계수 A, B, C를 상기 각 실시예와 다르게 한 것이다. 제 19b 도의 곡선 33은 장축상, 곡선 34는 장축으로부티 단축 방향으로 유효면의 단축 방향 폭의 1/4 떨어진 중간부, 곡선 35는 유효면의 긴변 위에서의 구멍 패턴의 간격을 나타내고 있다. 특히 이 새도우 마스크는 중간부 구멍 배열의 간격이 곡선 34로 도시된 바와 같이 유효면의 중심으로부터 짧은변 방향으로 떨어지게 함으로써 일단 증가하고, 최대값을 거친후 감소하고 있다. 제 20도에 유효면(24)을 그 중심 ○를 통과하는 직교축에서 4 분할한 제 1 상한에 대해서 모식적으로 도시한 바와 같이 이와 같은 새도우 마스크의 중간부의 구멍 배열의 간격은 상기 구멍 배열의 간격을 나타내는 식의 N의 4 제급의 계수 C를 마이너스함으로써 얻어진다.

새도우 마스크 구멍 배열(32)의 간격을 이와같이 설정하면 제 4 도에 도시한 빔 랜딩의 어긋남이 생기는 영역에 도달하는 전자빔이 통과하는 영역의 국부적인 도밍을 보다 크게 개선한 새도우 마스크로 할 수 있다.

이상, 약간의 실시예에 대해서 설명했지만 본 발명은 이들 실시예에 한정된 것이 아니라 패널의 곡면과 구멍 배열의 간격을 나타내는 식

PH(N ) =A+BN²+CN⁴

의 계수 A, B, C를 적절하게 변화시킴으로써 국부적인 도밍을 가장 적절하게 억제하는 새도우 마스크로 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면 실질적으로 직사각형 형상의 유효부의 내면이 곡면으로 이루어진 패널의 유효부 내면에 형성된 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면이 곡면으로 이루어지고, 이 유효면에 다수의 공기 배열이 형성된 새도우 마스크를 가지며, 그 구멍이 대체로 유효면의 장축 방향에 복수열로 병렬되어 있는 칼라음극선관에 있어서, 그 새도우 마스크를 구멍 배열의 간격이 유효면 위의 위치에 의해서 다르며, 유효면의 중심부를 통과하는 구멍 배열로부티 유효면의 장축 방향의 주변을 항해서 N-1개째의 구멍 배열과 N개째의 구멍 배열의 간격을 PH(N)로 하고, A, B, C를 각각 유효면의 중심을 원점으로 하는 장축 방향 좌표값 Y의 4차 함수로 하고, 또한 C를 Y의 절대값의 증가의 함께 일단 감소한 후 증가하는 함수로서

PH(N )=A+BN²+CN⁴

으로 나타내는 간격으로 설정하고, 에를 들면 유효면의 중심으로부터 유효면의 장축 방향 직경(W)의 1/3 떨어진 위치를 통과하는 구멍 배열의 간격이 유효면의 단축 방향의 절대값의 증가와 함께 장축 부근에서는 증가하고, 유효면의 중심을 원점으로 하고, 장축, 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계의 단축 방향 좌표값 Y에 대해서 유효면내에 편곡점을 가지는 Y의 4처 함수로 나타내는 간격으로 설정하면 특히 패널이 유효부 내면에 곡률을 변경하지 않고, 새도우 마스크의 구멍 배열의 간격을 적정화함으로써 새도우 마스크의 유효면을 국부적인 도밍을 경감하는 곡면에 설정할 수 있고, 국부적인 도밍에 의한 빔 랜딩의 어긋남을 억제해서 색순도가 양호한 칼라 음극선관을 구성할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 관계된 칼라 음극선관을 제 21 도에서 제 26 도를 참조해서 설명한다.

제 21a도는 본 발명의 다른 실시예에 관계된 칼라 음극선관의 새도우 마스크(25)에 형성되어 있는 전자빔이 통과하는 구멍의 배열을 나타내고 있다.

제 21a도에 도시한 바와 같이 구멍은 슬릿 형상으로 형성되고, 이 복수의 구멍(41)이 대체로 유효면(24)의 단축 즉, Y축에 해당하는 수직축방향을 따라서 열(列)형상으로 배열되어 뻗어있는 구멍 배열(42)을 구성하고, 이 구멍 배열(42)이 장축 즉, X축에 해당하는 수평축 방향에 복수열로 병렬되어 있다. 그 각 구멍 배열(42)은 유효면(24)위의 위치에 의해 다른 형상으로 만곡하고, 구멍(41)은 각각 그 구멍 배열(42)을 따라서 단축과 평행한 선에 대해서 경사져 있다.

이 구멍(41)의 경사각(θ)은 유효면(24)의 긴변 위에서 제 21b 도에 곡선(43)으로 도시한 바와 같이 유효면의 짧은변과, 짧은변으로부티 짧은 변간 치수 W의 1/4 내측의 끼워진 영역에 있어서 최대의 양의 경사각(θ)으로 경사져 있다. 그리고, 이 구멍(42)의 경사각(θ)이 유효면(24)의 긴변으로부터 긴변사이 치수 H의 1/3 내측의 직선(44)상에 있어 서 제 21c도에 곡선 45로 도시한 바와 같이 단축, 죽 Y축으로부터의 거리가 커짐에 따라서 커지며, 짧은변에 가까움에 따라서 그 경사가 감소 또는 반전해서 최소값을 가지도록 되어 있다. 그것에 의해 구멍 배열(42)은 긴변 위에서 구멍 배열(41)이 최대의 양의 경사각(θ)을 가지고, 긴변과 장축의 중간부 근방으로부터 장축에 결쳐서 음의 경사각(θ)을 가진 것으로 되어 있다.

이와 같이 구멍(41)의 경사를 설정하면, 긴변 위해서 구멍(41)의 경사를 크게 할 수 있고, 제 22 도에 도시한 바와 같이 3색 형광체층(47)(47B,47G,47R)이 꾸불꾸불하게 생기기 쉬운 형광체 스크린(23)의 주변부에 있어서, 포토리소그래피법에 의에 형광체 스크린(23)을 형성할때의 긴 광원(48)의 긴 방향과, 패널(21)내면상의 구멍(41)의 패턴을 동일 평면위에 위치시킬 수 있고, 3색 형광체층(47)이 꾸불꾸불하지 않게 할 수 있다.

또한 제 23 도에 도시한 바와 같이 새도우 마스크(25) 유효면(24)의 긴변 사이 치수 H의 중간부를 통과하는 장축에 평행한 선(49)에서는 단축으로부터의 거리가 커짐에 따라서 구멍의 경사각(θ)이 커지며, 짧은변에 가까워짐에 따라서 그 경사각(θ)이 반전하기 때문에 선(49)위의 점P2에서의 인접 구멍 배열(42)의 간격은 장축 위의 점 P1에서의 간격 및 긴변 위의 점 P3에서의 간격에 비해서 커진다. 그 때문에 제 24 도에 도시한 바와 같이 패널(21)의 유효부(20)내면과 새도우 마스크(25)의 유효면(24)의 간격(q값)은 상기 유효면(24)의 중간부를 통과하는 장축에 평행한 선 위의 점 P2에 있어서 커지며, 장축 위의 점 P1에서는 상대적으로 작아진다. 이와같은 유효면(24)의 형상은 점 P1에 있어서 유효면(24)의 곡률반경(Ry)를 작게 하고, 새도우 마스크(25)의 국부적인 도밍을 제어하는 효과를 가진다.

다음으로, 또한 다른 실시예에 관계된 칼라 음극선관의 새도우 마스크에 대해서 설명한다.

제 25a도에 나타내는 새도우 마스크는 구멍(41)이 제 25b도에 도시한 바와 같이 유효면(24)의 긴변 위에 있어서는 단축, 죽 Y축상으로부터의 거리가 커점에 따라서 음의 경사각(θ)이 커지며, 짧은변에 가까워짐에 따라서 경사가 반전해서 양의 경사각(θ)이 커지며, 또한 그 경사각(θ)이 차례로 크게 되어 있다.

새도우 마스크를 이와같이 구성하면 형광체 스크린의 3색 형광체층이 꾸불꾸불하게 되지 않는 방향으로 구멍(4l)의 경사를 상기 실시예보다도 또한 크게 할 수 있다. 또한 새도우 마스크의 도밍에 대해서도 상기 실시예보다도 유효면의 중간부를 통과하는 장축에 평행한 선 위의 점 P2(제 4 도 참조)에 있어서 구멍(31)의 경사를 크게 할 수 있고, 제 24 도에 도시한 장축 위의 점 P1에 있어서 유효면의 곡률반경(Ry)을 작게 할수 있기 때문에, 새도우 마스크의 국부적인 도밍을 억제하는 효과를 또한 크게 할 수 있다.

또한, 이와 같은 새도우 마스크의 구멍 배열(42)은 유효면(24)의 중심을 원점으로 하고, 장축 및 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계에 있어서 구멍(41)의 중심의 장축 방향의 위치 x를 단축 방향 위치 y의 함수로 표시할 수 있고, 유효면(24)이 장축에 대해서 상하 대칭인 새도우 마스크에 대해서는 우함수로 나타내고, x를 y의 4차 이상의 함수로 함으로써 설정할 수 있다. 그 한 예로서 제 26a도에 x가 y의 6차 함수로 나타낸 경우의 구멍 배열이 나타내어져 있다. 이 경우, 구멍 배열(42)은 복수의 편곡점을 가지도록 꾸불거리지만 제 25b 도 및 제 25c 도의 마찬가지로 제 26b 도 및 제 26c 도에 도시한 바와 같이 구멍의 경사가 변화되고, 상기 다른 실시예와 같은 효과를 가진 새도우 마스크로 할 수 있다. 또한 x를 y의 고쳐 함수로 해도 마찬가지의 효과가 얻어진다.

이상과 같이, 내면이 곡면으로 이루어진 직사각형 형상의 유효부를 가지는 패널의 유효부 내면에 형성된 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면이 곡면이 되고, 이 유효면에 다수의 슬릿 형상 구멍이 형성된 새도우 마스크를 구비하고, 그 구멍이 대체로 유효면의 단축 방향을 따라서 열(列)형상으로 뻗어가는 구멍 배열을 구성하고, 이 구멍 배열이 유효면의 장축 방향에 복수열로 병렬되어 이루어진 칼라음극선관에 있어서, 그 새도우 마스크의 구멍 배열이 유효면 위의 위치에 보다 다른 형상으로 만곡하고, 이 구멍 배열을 구성하는 구멍을 구멍 배열에 따라서 경사지고, 이 구멍의 유효면의 긴변 위에서의 경사를 유효면의 짧은변과 짧은변으로부터 짧은변 사이 치수의 1/4내측의 끼워진 영역에 있어서 유효면의 긴변측의 구멍 단부가 반대측 단부보다도 단축에 가까운 양 방향으로 최대로 경사지고, 또한 유효면의 긴변으로부터 긴변 사이 방향 치수의 1/3 내측에 있어서 단축으로부터의 거리가 커짐에 따라서 커지며, 짧은변에 가까울수록 감소 또는 반전해서 최소값을 가지도록 하면 스트라이프 형상 형광체층의 사행이 생기기쉬운 패널 유효부의 주변부에서 형광체 스크린을 형성할때의 긴 광원과 패널 내면상의 구멍의 패턴을 동일 평면 위에 위치지킴 수 있고, 스트라이프 형상 형광체층의 사행을 없앨 수 있다. 또한 유효면의 긴변으로부터 긴변 사이 치수의 1/3 내측에 있어서 유효면의 단축으로부터의 거리가 커짐에 따라서 크고, 짧은변에 가까울수록 감소 또는 반전에 있기 때문에 결과적으로 이 영역은 인접 구멍 배열의 간격이 커지며, 패널 내면과 새도우 마스크의 간격이 커진다. 한편, 장축 위애서는 인접 구멍 배열의 간격이 상대적으로 작아서 새도우 마스크의 곡률반경이 작아진다. 그 결과, 새도우 마스크의 국부적인 열팽창에 의한 국부적인 도밍을 억제할 수 있고, 색순도가 양호한 칼라 음극선관을 구성할 수 있다.

Claims (5)

1. 인라인에 전자빔을 발생하는 수단;

   내면이 곡면으로 이루어진 실질적으로 직사각형 형상의 유효부를 가지는 패널;

   상기 패널의 유효부 내면에 형성되어 전자빔이 랜딩되어 적색, 녹색,청색의 광선을 발산하는 형광체 스크린;및

   상기 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면이 곡면으로 형성되고, 이 유효면에 전자빔이 통과되는 다수의 구멍이 형성된 새도우 마스크이며 상기 유효면의 중심을 원점으로 하고, 장축 및 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계가 정해지면 단축 방향을 따라서 구멍이 열(列) 형상으로 배열되는 구멍 배열이 규정되며, 이 구멍 배열이 유효면의 장축 방향에 복수열로 병렬되고, 새도우 마스크는 상기 구멍 배열의 간격이 상기 유효면 위의 위치에 따라서 다르며, 상기 유효면의 중심부를 통과하는 구멍 배열로부티 상기 유효면의 장축 방향의 주변을 향해서 N-1개째의 구멍 배열과 N개째의 구멍 배열의 간격을 PH(N)으로 하고, 변수(A, B, C)를 각각 직교 좌표계의 단축 방향에 해당하는 좌표값(Y)의 4차함수로 하고, 또한 변수(C)를 좌표값(Y)의 절대값의 증가와 함꼐 일단 감소한 후 증가하는 함수로서,

   PH(N )=A+BN²+CN⁴

   으로 표시되는 간격으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유효면은 장축에 실질적으로 평행한 긴변 및 단축에 실질적으로 평행한 짧은변을 가지며, 장축 위의 구멍 배열의 간격S과 긴변위의 구멍 배열의 간격 s가 같게 정해져 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
3. 제 1 항에 있어서,

   새도우 마스크는 상기 유효면의 중심으로부터 상기 유효면의 장축 방향 직경(W)의 1/3 떨어진 위치를 통과하는 구멍 배열의 간격이 상기 유효면의 단축 방향의 절대값 증가와 함꼐 상기 장축 부근에서는 증가하고, 상기 유효면의 중점을 원점으로 하여, 상기 장축 및 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계의 단축 방향 좌표값(Y)에 대해서 상기 유효면내에 편곡점을 가지는 Y의 4차함수로 나타내어지는 간격으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
4. 인라인에 전자빔을 발생하는 수단;

   내면이 곡면으로 이루어진 실질적으로 직사각형 형상의 유효부를 가지는 패널; 상기 패널의 유효부 내면에 형성되어 전자빔이 랜딩되어 적색, 녹색,청색 광선을 발산하는 형광체 스크린; 및

   상기 형광체 스크린과 대향하는 실질적으로 직사각형 형상의 유효면이 곡면으로 형성되어, 이 유효면에 전자빔이 통과되는 다수의 구멍이 형성된 새도우 마스크이며, 상기 유효면의 중심을 원점으로 하고, 장축 및 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계가 정해지면 단축 방향을 따라서 구멍이 열(列)형상으로 배열되는 공기 배열이 규정되며, 이 구멍 배열이 유효면의 장축 방향에 복수열로 병렬되고, 새도우 마스크는 상기 구멍 배열이 상기 유효면 위의 위치에 의해서 다른 형상으로 만곡되어 상기 공기 배열을 구성하는 구멍이 구멍 배열에 따라서 경사져 있으며, 이 구멍의 상기 유효면의 긴변 위에서의 경사가 상기 유효면의 짧은변과 짧은변으로부티 짧은변 치수의 1/4 내측의 끼워진 영역에 있어서 상기 긴변축의 구멍 단부가 반대측 단부보다도 유효면의 단축 방향에 가까운 정방향으로 최대로 경사지고, 또한 상기 긴변으로부터 짧은변 치수의 1/3 내측의 영역에 있어서 상기 유효면의 단축으로부터의 거리가 커짐에 따라서 커지며, 상기 짧은변에 가까울수록 감소 또는 반전해서 최소값을 가지는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
5. 제 4 항에 있어서,

   유효면의 중점을 원점으로 하여 상기 유효면의 장축 및 단축을 좌표축으로 하는 직교 좌표계에 있어서, 동일 구멍 배열을 구성하는 전자빔 통과 구멍의 상기 장축 방향의 위치를 x, 상기 단축 방향의 위치를 y로 했을때, x가 y의 4차 이상의 우함수로 나타내는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.