KR100199886B1 - 개선된 개구 간격을 갖는 새도우 마스크를 구비한 컬러 화상관 - Google Patents

Abstract

개선된 컬러 화상관(10)은 새도우 마스크(24)와 도트 스크린(22)을 포함하며, 상기 마스크는 직사각형이고 2개의 수평 장측면 및 2개의 단측면을 갖는다. 상기 장측면은 상기 마스크의 중앙 장축(X)에 평행하고 상기 단측면은 상기 마스크의 중앙 단축(Y)에 평행하다. 상기 마스크는 수직 칼럼(38) 및 수평로우(40)에 배열된 개구(36)의 어레이를 포함한다. 하나의 행내의 개구는 인접 로우내의 개구에서와 상이한 칼럼에 있다. 동일 칼럼내의 개구 사이의 수직 간격은 개구의 수직 피치(a_v)이고 동일 로우내의 개구 사이의 수평 간격은 개구의 수평 피치(a_h)이다. 상기 개선된 화상관은 상기 단축으로부터 상기 마스크의 단측면까지 증가하고 상기 장축으로부터 상기 마스크의 장측면까지 감소하는 개구의 수평 피치를 포함한다. 또한, 상기 장축을 따라 상기 마스크의 수직 피치는 중앙으로부터 상기 마스크의 단측면까지 감소하고, 상기 마스크의 장측면에 인접하여 상기 단축으로부터 상기 마스크의 코너까지 증가한다.

Description

개선된 개구 간격을 갖는 새도우 마스크를 구비한 컬러 화상관

제1도는 본 발명을 구체화하는 컬러 화상관의 부분적인 축방향 측면도.

제2도는 제1도의 화상관의 새도우 마스크-프레임 어셈블리의 정면도.

제3도는 개구 피치를 도시하기 위해 사용된 제2도의 어셈블리의 새도우 마스크의 소섹션을 도시한 도면.

제4도는 도트 피치를 도시하는 제1도의 화상관의 도트 스크린의 소섹션을 도시한 도면.

제5도는 마스크의 특정 구체화를 위해 수평 및 수직 피치를 나타내고 마스크의 개구의 다수의 로우 및 칼럼의 곡률을 도시한 제2도의 새도우 마스크의 상부 우측 사분면을 도시한 도면.

제6도는 4개의 지점에서 로우내의 개구 사이의 수평 피치를 도시하는 제5도의 새도우 마스크 구체예의 상부 우측 사분면을 도시한 도면.

제7도는 4개의 지점에서 칼럼내의 개구 사이의 수직 피치를 도시하는 제5도의 새도우 마스크 구체예의 상부 우측 사분면을 도시한 도면.

제8도는 4개의 지점에서 형광체 도트 트리어드의 중앙 사이의 수평 중앙대 중앙 간격을 도시하는 제5도의 새도우 마스크와 결합된 제1도의 화상관의 시청 스크린의 상부 우측 스크린을 도시한 도면.

제9도는 4개의 지점에서 형광체 도트 트리어드의 중앙 사이의 수직 중앙대 중앙 간격을 도시하는 제5도의 새도우 마스크와 결합된 제1도의 화상관의 시청 스크린의 상부 우측 스크린을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 컬러 화상관 11 : 유리 엔벨로프

12 : 면판 패널 14 : 관형 네크

15 : 직사각형 퍼넬 16 : 에노드 버튼

17 : 유리 프리트 18 : 시청 면판

22 : 컬러 형광체 스크린 24 : 새도우 마스크

26 : 전자총 28 : 전자빔

30 : 요크

본 발명은 도트 스크린으로 사용하기 위한 새도우 마스크를 구비한 형태의 컬러 화상관에 관한 것으로, 상기 새도우 마스크 개구는 원형, 거의 원형, 포물형, 또는 거의 포물형이고, 일반적으로 교호되는 로우 및 칼럼으로 배열되며, 특히, 상기 개구의 로우 및 컬럼 사이의 개선된 간격에 관한 것이다.

여러 요소가 컬러 화상관 스크린 상에 형광체 소자와 전자빔의 오정렬을 야기할 수 있다. 이들 요소중의 하나가 새도우 마스크가 마스크에 충돌하는 화상관의 전자총으로부터의 전자빔에 의해 가열될 때 화상관의 새도우 마스크의 열팽창이다. 새도우 마스크는 일반적으로 마스크를 둘러싸는 주변 프레임에 부착된다. 관 동작 중에, 마스크로부터 프레임으로 흐르는 열은 마스크의 중앙과 주변부 사이에 온도차를 생성한다. 이 차이 때문에, 마스크 중앙, 마스크 주변 및 프레임이 상이한 레이트로 팽창한다. 이 상이한 팽창 레이트가 새도우 마스크의 아치형상 또는 돔형상을 야기한다. 상기 돔형상 때문에, 점자빔은 화상관 스크린의 형광체 소자를 갖는 마스크 오정렬을 통과한다. 마스크 돔형상을 보상하는 한 방법이 1979 년 1 월 23 일에 A.M.Morrell에게 허여된 미합중국 특허 제 4,136,300 호에 기재되어 있다. 상기 특허는 마스크 돔형상에 의해 야기되는 전자빔 오정렬을 감소시키기 위해 마스크의 곡률을 증가시킨 바람직함을 게재하고 있다. 상기 특허는 또한 증가된 곡률을 갖는 새도우 마스크 개구 사이의 수평 중앙 대 중앙 간격이 마스크의 중앙으로부터 수평축의 종단까지 증가되어야 한다고 제시하고 있다.

비디오 디스플레이에 사용될 수 있는 도트 스크린 형태 컬러 화상관의 설계에서, 더 간단한 제조 가능성, 증가된 마스크 강도 및 감소된 마이크로폰을 제공하는 더 높은 애노드 전력을 사용할 수 있는 추가의 장점 뿐만 아니라 감소된 오정렬의 장점을 얻기 위해 가변 개구 간격과 더 큰 마스크 곡률을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 개구 간격이 파문(波紋)을 최소화하도록 형광체 도트의 규칙적으로 직선 평행 로우를 갖는 스크린을 얻기 위해 어떻게 변화 되어야 하는가에 관한 문제가 있다.

본 발명에 따르면, 개선된 컬러 화상관은 새도우 마스크 및 도트 스크린을 포함하고, 마스크는 직사각형이고 2 개의 수평 장측면 및 2 개의 수직 단측면을 갖는다. 상기 장측면은 마스크의 중앙 장축에 평행하고 상기 단측면은 마스크의 중앙 단축에 평행하다. 상기 마스크는 수평 로우 및 수직 컬럼에 배열된 개구의 어레이를 포하한다. 하나의 로우내의 개구는 인접 로우 내의 개구와 상이한 컬럼에 있다. 동일 컬럼내의 개구 사이의 수직 간격은 개구의 수직 피치이고, 동일 로우내의 개구 사이의 수평 간격은 개구의 수평 피치이다. 개선된 화상관은 단축으로부터 마스크의 단측면까지 증가하고 장축으로부터 마스크의 장축면까지 감소하는 개구의 수평 피치를 포함한다. 또한, 장축을 따라, 마스크의 수직 피치가 중앙으로부터 마스크의 단측면까지 감소하고, 마스크의 장측면에 인접하여, 상기 수직 피치는 단축으로부터 마스크의 중앙까지 증가한다.

제1도는 직사각형 면판 패널(12)과 직사각형 퍼넬(15)에 의해 접속되는 관형 네크(14)를 포함하는 유리 엔벨로프(11)를 구비한 직사각형 컬러 화상관(10)을 도시한다. 상기 퍼넬(15)은 애노드 버튼(16)에서 상기 네크(14)까지 연장하는 내부 전도 코팅(도시 생략)을 구비한다. 상기 패널(12)은 시청면판(18)과 유리 프리트(17)에 의해 상기 퍼넬(15)에 봉합되는 주변 플랜지 또는 측벽(20)을 포함한다. 3개의 컬러 형광체 스크린(22)은 상기 면판(18)의 내부 표면에 의해 지지된다. 상기 스크린(22)은 트리어드로 배열된 형광체 도트를 갖는 도트 스크린이고, 각각의 트리어드는 3개의 컬러의 각각의 형광체 도트를 포함한다. 다중 개구 컬러 선택 전극 또는 새도우 마스크(24)는 상기 스크린(22)에 소정의 이격 관계로 통상의 수단에 의해 제거가능하게 장착된다. 전자총(26)은 제1도에 파선으로 개략적으로 도시되고, 집중 경로를 따라 상기 마스크(24)를 통해 상기 스크린(22)에 3 개의 전자빔을 발생 및 유도하기 위해 상기 네트(14)내의 중앙에 장착된다.

제1도의 화상관은 퍼넬-네크 접합부의 부근에 도시된 요크(30)와 같은 외부 자기 편향 요크를 가지고 사용되도록 설계된다. 가동될 때, 상기 요크(30)는 상기 3 개의 빔(28)을 상기 빔이 상기 스크린(22)상의 직사각형 래스터내에 수평 및 수직으로 주사하게 하는 자계에 따르게 한다. 편향(0편향에서)의 초기 평면은 상기 요크(30)의 중앙 근처에 있다. 가장자리 필드 때문에, 상기 관의 편향 존은 상기 요크(30)로부터 상기 총(26)의 영역으로 축방향으로 연장한다. 단순하게 하기 위해, 상기 편향 존내의 상기 편향 빔경로의 실제 곡률은 제1도에 도시하지 않았다.

상기 새도우 마스크(24)는 주변 프레임(24)을 또한 포함하는 마스크-프레임 어셈블리(32)의 일부이다. 상기 마스크-프레임 어셈블리(32)는 제1도에 면판 패널(12)내에 배치된 것으로 도시된다. 상기 새도우 마스크(24)는 곡면 개구부(25), 상기 개구부(25)를 둘러싸는 무개구 경계부(27) 및 상기 경계부(27)로부터 후방으로 휘어지고 상기 스크린(22)으로부터 이격되어 연장하는 스커트부(29)를 포함한다. 상기 마스크(24)는 상기 프레임(34)내(또는 선택적으로 상)에 삽입되고, 상기 스커트부(29)는 상기 프레임(34)에 용접된다.

제2도에 평면로 도시된 새도우 마스크(24)는 2 개의 장측면과 2 개의 단측면을 갖는 직사각형 주변부를 갖는다. 상기 마스크(24)는 상기 마스크의 중앙을 통과하고 상기 장측면에 평행한 장축(X)과, 상기 마스크의 중앙을 통과하고 상기 단측면에 평행한 단축(Y)을 갖는다. 상기 마스크(24)는 제3도에 상세하게 도시된 바와 같이 교호되는 수직 컬럼(38) 및 수평 로우(40)에 배열된 원형 개구(36)의 어레이를 포함한다. 상기 컬럼(38)은 단축(Y)에 거의 평행하고, 상기 로우(40)는 장축(X)에 거의 평행하다. 하나의 로우내의 개구는 인접 로우내의 개구와 상이한 컬럼에 있다. 동일 컬럼내의 인접 개구 사이의 수직 간격은 상기 개구의 수직 피치(a_v)로 한정되고, 동일 로우내의 인접 개구 사이의 수평 간격은 상기 개구의 수평 피치(a_h)로 한정된다.

상기 스크린(22)은 제4도에 도시된 바와 같이 교호되는 수직 컬럼(44) 및 수평 로우(46)로 배열된 형광체 도트(42)의 패턴을 포함한다. 상기 컬럼(44)은 단축(Y)에 거의 평행하고, 상기 로우(46)는 장축(X)에 거의 평행하다. 동일 컬럼내의 인접 도트 사이의 수직 간격은 상기 도트의 수직 피치(D_v)로 한정되고, 동일 컬러의 광을 방출하는 동일 로우내의 도트 사이의 수평 간격은 상기 도트의 수평 피치(D_h)로 한정된다.

마스크 상의 임의의 지점에서 상기 개구 피치는 상기 지점에서 2 개의 인접 개구 사이의 수직 또는 수평 간격중 하나를 계산함으로써 결정될 수 있다. 상기 계산은 각각 마스크의 로우 n 내의 개구의 수직 위치 Y_n과 컬럼 m내의 개구의 수평 위치 X_m에 대해 하기 식 (1) 및 (3) 을 사용함으로써 수행될 수 있다.

여기에서, x 는 로우 n을 따라 단축으로부터의 개구의 수평 거리이고;

A₁, A₂, A₃, A₄, A₅및 A₆은 면판 패널 및 새도우 마스크의 상대 곡률에 관련된 계수이며;

Y_0n은 아래 식에 의해 결정되는 개구 로우 번호 n의 단축 절편이며,

여기에서 C₁,C₂,C₃및 C₄는 상기 면판 패널 및 새도우 마스크의 상대곡률에 관련된 계수이고, n은 특정 개구 로우에 대한 로우 번호이다.

여기에서, y는 컬럼 m을 따라 상기 장축으로부터 상기 개구의 수직거리이고;

B₁,B₂,B₃,B₄,B₅및 B₆는 상기 면판 패널 및 새도우 마스크의 상대 곡률에 관련된 계수이며;

X_0m은 아래 식에 의해 결정되는 개구 컬럼 m의 장축 절편이며,

여기에서, D₁,D₂,D₃,D₄, 및 D₅는 상기 면판 패널 및 새도우 마스크의 상대 곡률에 관련된 계수이다.

로우 74 및 76 사이의 수직 피치(a_v)(76-74)는 n=74에 대해 한 번, n=76에 대해 한번해서 두번 수직 위치 방정식 Y_n의 해를 구함으로써 결정된다. 으로우 75는 로우 74 및 76 내에 개구가 있을 때 동일 컬럼내에 있는 개구를 포함할 수 없다는 것을 유의하라. 상기 수직 피치(a_v)(76-74)는 Y₇₆- Y₇₄와 같다. 유사하게, 컬럼 78 및 80 사이의 수평 피치(a_h)(80-78)는 m=78 에 대해 한 번, m=80에 대해 한번해서 두번 수평 위치 방정식 X_m의 해를 구함으로써 결정된다. 상기 수평 피치 (a_h)(80-78)는 X₆₀- X₇₈와 같다.

하나의 특정 실시예에서 상기 식에 대한 계수는 밀리미터(mm)의 모든 차수를 갖고 아래와 같다. 상기 계수들은 상기 스크린 도트의 수직 피치(D_v)가 전체 스크린상에서 일정하게 유지하게 하기 위해 선택된다.

C₁= 0.461 x 10⁰

C₂= -0.765 x 10^-6

C₃= 0.632 x 10^-7

C₄= -0.294 x 10^-10

A₁= -0.387 x 10^-6

A₂= 0.244 x 10^-11

A₃= 0.284 x 10^-15

A₄= 0.321 x 10^-15

A₅= -0.714 x 10^-15

A₆= 0.545 x 10^-20

D₁= 7.844 x 10^-1

D₂= 7.818 x 10^-6

D₃= 3.858 x 10^-7

D₄= 9.233 x 10^-10

D₅= -9.557 x 10^-13

B₁= -1.703 x 10^-6

B₂= 2.394 x 10^-12

B₃= 2.412 x 10^-16

B₄= 5.072 x 10^-11

B₅= -2.453 x 10^-15

B₆= 3.059 x 10^-16

제5도는 앞의 식에서 특정 계수를 사용하여 계산된 마스크의 상부 우측 사분면상의 선택된 지점에서 각각 수평 및 수직 피치(a_h및 a_v)를 도시한다. 제5도의 상기 마스크(24)의 중앙, 측면 및 코너 사이의 피치 변화는 제6도 및 제7도에 도시된다. 제6도는 단축(Y)에서 상기 마스크의 단측면까지 증가하고 장축(X)에서 상기 마스크의 장측면까지 감소하는 마스크 수평 피치 a_h를 도시한다. 제7도는 장축(X)에서 상기 마스크의 장측면까지 증가하지만; 장축(X)를 따라서, 중앙으로부터 상기 마스크의 단측면까지 감소하고, 상기 장측면에 인접하여 단축(Y)로부터 상기 마스크의 코너까지 감소하는 마스크 수직 피치(a_v)를 도시한다. 장축(X)에서 상기 마스크의 장측면까지 수직 피치(a_v)의 증가는 상기 스크린의 측면이 외부로 휘어질 때 발생한다.

상기 특정된 마스크를 사용함으로써, 스크린은 제8도 및 제9도에 각각 도시된 수평 및 수직 피치(D_h및 D_v)를 구비하는 것이 얻어질 수 있다. 상기 스크린 수평 피치(D_h)가 단축(Y)에서 상기 스크린의 단측면까지 증가하고 장축 X에서 상기 스크린의 장측면까지 감소할 지라도, 전체 스크린상의 스크린 수직 피치(D_v)서 변화는 없다. 상기 스크린의 수직 피치가 상기 스크린상에서 일정하기 때문에, 파문은 최소화된다.

Claims (3)

1. 새도우 마스크와 도트 스크린을 구비하는데, 상기 마스크는 직사각형이고 2개의 수평 장측면 및 2개의 수직 단측면을 가지며, 상기 장측면은 상기 마스크의 중앙 장축에 평행하고 상기 단측면은 상기 마스크의 중앙 단축에 평행하며, 상기 마스크는 수직 컬럼 및 수평 로우에 배열된 개구의 어레이를 포함하고, 하나의 로우내의 개구는 인접 로우내의 개구와 상이한 컬럼에 있으며, 컬럼내의 인접 개구 사이의 수직 간격은 상기 개구의 수직 피치이고, 로우내의 인접 개구 사이의 수평 간격은 상기 개구의 수평 피치인 컬러 화상관에 있어서, 상기 수평 피치(a_h)는 상기 단축(Y)으로부터 상기 마스크의 단축면까지 증가하고 상기 장축(X)으로부터 상기 마스크의 장측면까지 감소하며, 상기 수직 피치(a_v)는 상기 장축을 따라 상기 마스크의 중앙으로부터 상기 마스크의 단측면까지 감소하고, 상기 마스크의 장측면에 인접하여 상기 단축으로부터 상기 마스크의 코너까지 증가하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상관.
2. 제1항에 있어서, 상기 스크린은 형광체 도트의 수평 로우와 수직 컬럼을 포함하고, 상기 스크린상의 상기 수직 도트 피치는 동일 컬럼내의 2개의 인접 도트 사이의 수직 거리이며; 상기 수직 도트 피치(D_v)는 전체 스크린(22)상에서 동일한 것을 특징으로 하는 컬러 화상관.
3. 제1항에 있어서, 상기 스크린은 외부로 휘어지는 측면을 갖고; 상기 수직 피치(a_v)는 상기 장축(X)으로부터 상기 마스크(24)의 장측면까지 증가하는 것을 특징으로 하는 컬러 화상관.