KR100291794B1 - 음극선관용 마스크 어셈블리 - Google Patents

Abstract

음극선관 작동시와 특히 고전류 에이징시 마스크 프레임을 패널에 대하여 직진 이동시켜 마스크 프레임의 회전을 방지할 수 있는 마스크 어셈블리로서, 이는 전자빔을 색선별하는 섀도우 마스크와, 섀도우 마스크의 지지체인 마스크 프레임과, 마스크 프레임을 패널에 고정시키는 스프링 구조체를 포함한다. 상기 스프링 구조체는 열팽창시 전자빔의 진행방향으로 마스크 프레임이 이동할 수 있도록 굽힘각이 서로 다른 상태로 접합되는 한쌍의 부재로 이루어진다. 상기 한쌍의 부재는 프레임 고정단과 스터드 핀 고정단에서 일체로 접합되며, 프레임 고정단과 스터드 핀 고정단 사이는 굽힘각이 다른 상태로 이격된다. 또한 상기 한쌍의 부재는 패널의 측면부와 마주하는 일면으로 고팽창부재를 배치하고, 마스크 프레임과 마주하는 일면으로 저팽창부재를 배치하여 이루어지며, 스프링 구조체는 열에너지 상승시 굽힘각이 증가하는 방향으로 팽창한다.

Description

음극선관용 마스크 어셈블리 {Mask assembly for cathode ray tube}

본 발명은 음극선관용 마스크 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음극선관 작동시와 특히 고전류 에이징시 마스크 프레임의 회전을 방지하여 전자빔의 회전성 랜딩 에러와 색순도 저하를 방지할 수 있는 음극선관용 마스크 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 마스크 어셈블리는 형광막 스크린이 형성된 패널에 평행하게 근접 배치되어 전자총에서 발사된 세줄기의 전자빔을 해당 형광체로 분리 랜딩시키는 부품으로서, 이를 위하여 마스크 어셈블리는 색선별을 위한 다수개의 빔통과용 홀을 형성하는 섀도우 마스크와, 상기 섀도우 마스크의 지지체인 마스크 프레임과, 상기 마스크 프레임을 패널에 현수시키는 다수개의 스프링부재를 구비하여 이루어진다.

여기서 상기 스프링부재는 일단부가 마스크 프레임에 고정되고 반대편 일단부로 체결용 홀을 형성하여 패널의 내측면으로 매립된 스터드 핀에 끼워짐으로써 마스크 프레임을 패널에 고정시키는 동시에, 전자빔 주사에 의한 섀도우 마스크와 마스크 프레임의 열팽창을 최종적으로 보정해주는 역할을 한다.

이와 같은 스프링부재에는 크게 마스크 프레임의 각 변부에 고정되며 통상 바이-메탈(bi-metal) 구성을 갖는 사이드 스프링과, 마스크 프레임의 각 코너부에 고정되는 코너핀 스프링으로 대별된다.

이 때, 상기 사이드 스프링을 장착한 음극선관은 음극선관 작동시와 특히 고전류 에이징시, 사이드 스프링의 열팽창 특성에 의해 마스크 프레임을 미세하게 회전시키게 되는바, 이를 도 9와 도 10을 참고하여 설명하면 아래와 같다.

도 9는 종래 기술에 의한 마스크 어셈블리가 패널에 장착된 상태를 전자총쪽에서 바라본 정면도이고, 도 10은 종래 기술에 의한 마스크 어셈블리의 평면도이다. 도시하는 바와 같이 사이드 스프링(1)은 고팽창부재(1a)와 저팽창부재(1b)가 길이방향으로 나란히 접합되어 일체화되며, 4개의 사이드 스프링(1)이 마스크 프레임(3)의 각 변부와 스터드 핀(5) 사이에 고정되어 마스크 프레임(3)을 패널(7)에 현수시킨다.

여기서 도 10에서 도시하는 바와 같이 하나의 사이드 스프링(1)만을 고려하여 열팽창 특성을 살펴보면, 전자빔 주사 또는 고전류 에이징에 의한 열에너지 상승시 상기 사이드 스프링(1)은 마스크 프레임(3)에 고정된 일단부가 쇄선으로 도시하는 바와 같이 변형됨으로써 마스크 프레임(3)을 패널(7)의 화면부(7a)로 근접시키게 된다.

그러나 사이드 스프링(1)의 열팽창은 마스크 프레임(3)을 패널(7)로 근접시키는 수직방향(도면에서 Z축과 평행) 이동성분 이외에 마스크 프레임(3)을 수평하게 이동시키는 수평방향(도면에서 X축과 평행) 이동성분 또한 갖게 되므로, 다수개의 사이드 스프링(1)에 의한 수평방향 이동성분이 모여 전체적으로 마스크 프레임(3)은 도 9에서 도시하는 바와 같이 반시계 방향으로 미세하게 회전하게 된다.

이로서 섀도우 마스크에 형성된 빔통과용 홀들의 위치 또한 미세하게 회전하여 전자빔의 랜딩 궤적을 회전시키는, 이른바 회전성 랜딩 에러를 유발하며, 색순도를 저하시키는 등 화질을 악화시키는 하나의 원인으로 작용한다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 음극선관 작동시와 특히 고전류 에이징시 마스크 프레임의 회전을 방지하여 전자빔의 회전성 랜딩 에러 및 색순도 저하를 방지할 수 있는 음극선관용 마스크 어셈블리를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 마스크 어셈블리를 포함하는 음극선관의 부분 절개 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 마스크 어셈블리의 분해 사시도.

도 3은 도 2의 A부 확대도.

도 4와 도 5는 스프링 구조체의 측면도.

도 6과 도 7은 도 1의 B-B선을 기준으로 절개한 음극선관의 부분 단면도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 스프링 구조체의 사시도.

도 9는 종래 기술에 의한 마스크 어셈블리의 정면도.

도 10은 종래 기술에 의한 마스크 어셈블리의 평면도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

스터드 핀을 갖는 패널과, 전자빔을 색선별하는 섀도우 마스크와, 섀도우 마스크의 지지체인 마스크 프레임과, 상기 마스크 프레임을 패널 내측에 현수하는 스프링 구조체를 포함하며, 상기 스프링 구조체는 열에너지 상승에 의한 열팽창시 전자빔의 진행방향으로 상기 마스크 프레임이 이동할 수 있도록 굽힘각이 서로 다른 상태로 접합되는 한쌍의 부재로 이루어진다.

상기 한쌍의 부재는 프레임 고정단과 스터드 핀 고정단에서 일체로 접합되며, 프레임 고정단과 스터드 핀 고정단 사이는 굽힘각이 서로 다른 상태로 이격되어 있다. 이러한 한쌍의 부재는 패널의 측면부와 마주하는 일면으로 고팽창부재를 배치하고, 마스크 프레임과 마주하는 일면으로 저팽창부재를 배치하여 이루어진다.

이와 같은 구성의 스프링 구조체는 열에너지 상승시 고팽창부재 및 저팽창부재의 굽힘각이 증가하는 방향으로 팽창하여 마스크 프레임을 패널에 대하여 직진 이동시킴으로써 마스크 프레임을 회전 성분 없이 패널에 근접시킨다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 마스크 어셈블리를 포함하는 음극선관의 부분 절개 사시도로서, 도시하는 바와 음극선관은 내면으로 형광막 스크린(2)을 형성하는 패널(4)과, 내주면으로 전자총(6)을 장착하는 넥크부(8)와, 상기 패널(4)과 넥크부(8)를 연결하는 나팔체 형상의 펀넬(10)이 결합하여 튜브(12)를 구성하고 있다.

상기 형광막 스크린(2)은 다수개의 R, G, B 형광체들이 소정의 형상으로 패턴화된 막이며, 이러한 형광체들은 전자총(6)에서 발사된 전자빔(14)을 주사받아 여기됨으로써 소정의 화상을 구현하게 된다.

이 때, 형광막 스크린(2)의 후면으로 배치되는 섀도우 마스크(20)는 패널(4)의 화면부(4a)와 유사한 곡률로 제작되며, 형광체 패턴에 대응하는 다수개의 빔통과용 홀(20a)을 형성하여 전자총(6)에서 발사된 세줄기의 전자빔(14)을 각각의 해당 형광체로 분리 랜딩시키는 역할을 한다.

이와 같이 전자빔을 색선별하여 칼라 화상 구현에 중요한 역할을 담당하는 섀도우 마스크(20)는 극히 얇은 금속 재질로 제작됨에 따라 열에너지 상승시 패널(4)의 화면부(4a)를 향하여 볼록하게 팽창하는 도오밍 현상을 일으키므로, 상기 도오밍 현상을 정확하고 신속하게 보정하는 일이 중요하게 된다.

따라서 본 실시예에 의한 마스크 어셈블리는 전자빔(14) 주사에 의한 열에너지 상승뿐만 아니라 고전류 에이징으로 인한 열에너지 상승시, 마스크 프레임(30)을 회전 성분 없이 패널(4)에 대하여 직진 이동시켜 섀도우 마스크(20)의 도오밍을 정확하게 보정하고자 한다.

도 2는 본 발명에 의한 마스크 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 A부 확대도이며, 도 4와 도 5는 도 3의 측면도이다.

도시하는 바와 같이 마스크 어셈블리는 색선별 기능을 담당하는 섀도우 마스크와(20), 섀도우 마스크(20)의 지지체인 마스크 프레임(30)을 포함하며, 상기 섀도우 마스크(20)는 다수개의 빔통과용 홀(20a)을 형성하는 마스크부(22)와, 상기 마스크부(22)의 네 가장자리로부터 수직하게 굽힘 형성되는 스커트부(24)로 이루어진다.

그리고 상기 마스크 프레임(30)은 전자빔 통과용 개구부(32a)를 형성하는 장방형의 바닥부(32)와, 상기 바닥부(32)의 네 가장자리로부터 섀도우 마스크(20)를 향하여 굽힘 형성되어 섀도우 마스크(20)의 스커트부(24)와 용접되는 측면부(34)로 이루어진다.

상기 섀도우 마스크는(20) 마스크 프레임(30)의 내부 또는 외부로 끼워진 다음, 마주하는 섀도우 마스크(20)의 스커트부(24)와 마스크 프레임(30)의 측면부(34) 둘레를 따라 일련의 용접 작업을 수행하는 것으로 마스크 프레임(30)에 장착되며, 이렇게 섀도우 마스크(20)와 일체화된 마스크 프레임(30)은 이후 패널(4)의 내측면에 지지되어 튜브(12)에 장착된다.

이 때, 본 실시예에 의한 마스크 어셈블리는 상기 마스크 프레임(30)을 패널(4)에 매립된 스터드 핀(16)에 고정시키면서, 열에너지 상승으로 인한 열팽창시 마스크 프레임(30)을 패널(4)에 대하여 직진 이동시킴으로써 마스크 프레임(30)의 회전을 방지하는 스프링 구조체(40)를 구비한다.

상기 스프링 구조체(40)는 열팽창 특성이 상이한 한쌍의 부재로 이루어지며, 이러한 스프링 구조체(40)는 마스크 프레임(30)과 스터드 핀(16) 사이에서 전자빔의 진행방향(도면에서의 Z축 방향)과 평행하도록 배치된다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 스프링 구조체는 도 3에서 도시하는 바와 같이 고팽창부재(42)와, 상기 고팽창부재(42)의 저면으로 배치되며 동일한 온도 조건에서 고팽창부재(42)보다 작은 열팽창량을 갖는 저팽창부재(44)로 이루어진다.

상기 고팽창부재(42)와 저팽창부재(44)는 각각 프레임 고정단(40a)과 스터드 핀 고정단(40b)에서 용접 등의 방법으로 일체로 접합되며, 프레임 고정단(40a)과 스터드 핀 고정단(40b) 사이로 소정의 굽힘각(θ1, θ2)을 형성한다.

이 때, 도 4에서 도시하는 바와 같이 고팽창부재(42)의 제 1 굽힘각(θ1)은 저팽창부재(44)의 제 2 굽힘각(θ2)보다 작은 각도로 형성됨이 바람직하다. 이로서 고팽창부재(42)는 저팽창부재(44)와 소정의 공간을 두고 이격될 수 있으며, 고팽창부재(42)가 더욱 팽창할 수 있는 여유 공간을 제공하게 된다.

이와 같은 구성의 스프링 구조체(40)는 상기 고팽창부재(42)와 저팽창부재(44)를 각각 열팽창계수가 상이한 이종 금속, 즉 일례로 스테인레스 강(stainless steel)과 인바 강(INVAR steel)으로 각기 제작하여 바이-메탈 구성을 이룰 수 있다.

이와 같이 두겹의 이종 금속으로 이루어지는 스프링 구조체(40)는 체결용 홀(46)을 형성하여 스터드 핀(16)에 끼워지는 스터드 핀 고정단(40b)에서 프레임 고정단(40a)을 향하는 길이방향 중심선(쇄선으로 도시)이 전자빔의 진행방향과 평행하도록 마스크 프레임(30)의 측면부(34)에 수직하게 고정된다.

이에 따라 전자빔(14)의 주사 또는 고전류 에이징에 의한 스프링 구조체(40)의 열팽창은 자체의 바이-메탈 특성에 의해 길이방향으로 유도되는바, 본 실시예에 의한 스프링 구조체(40)의 열팽창 특성을 살펴보면 아래와 같다.

도 6과 도 7은 도 1의 B-B선을 기준으로 절개한 음극선관의 단면도로서, 도시하는 바와 같이 스프링 구조체(40)는 패널(4)의 측면부(4b)를 향하여 배치되는 고팽창부재(42)와 마스크 프레임(30)을 향하여 배치되는 저팽창부재(44)와의 접합으로 이루어지며, 마스크 프레임(30)과 스터드 핀(16) 사이에서 전자빔(14)의 진행방향과 평행하게 장착된다.

음극선관 작동으로 인한 전자빔 주사 또는 제조 과정에서의 고전류 에이징에 의해 열에너지가 상승된 섀도우 마스크(20)는 쇄선으로 도시하는 바와 같이 도오밍을 일으키며, 이후 섀도우 마스크(20)로부터의 열전달에 의해 마스크 프레임(30)이 패널(4)의 측면부(4b)를 향하여 확장되면서 1차적으로 섀도우 마스크(20)의 도오밍을 보정하게 된다.

이와 같은 마스크 프레임(30)의 확장과 더불어 마스크 프레임(30)으로부터의 열전달에 의해 열팽창을 일으키는 스프링 구조체(40)는 상술한 바와 같이 고팽창부재(42)와 저팽창부재(44)가 프레임 고정단(40a)과 스터드 핀 고정단(40b) 사이에서 각각의 굽힘각(θ1, θ2)으로 이격되어 있으므로, 열에너지 상승시 상기 고팽창부재(42)가 저팽창부재(44)보다 더욱 팽창하게 된다.

이 때, 스터드 핀 고정단(40b)은 스터드 핀(16)에 체결되어 위치가 변동하지 않는 고정단이므로, 도 5에서 도시하는 바와 같이 고팽창부재(42)는 각각의 굽힘각(θ1, θ2)이 증가하는 방향, 즉 스프링 구조체(40)의 길이방향으로 열팽창을 유도한다. 이로서 스프링 구조체(40)는 전체적으로 화살표 크기만큼 길이방향으로 확장되어 프레임 고정단(40a)을 패널(4) 방향으로 상승시키게 되는 것이다.

따라서 스프링 구조체(40)는 도 7에서 도시하는 바와 같이 마스크 프레임(30)의 확장을 흡수하는 동시에, 마스크 프레임(30)을 스프링 구조체(40)의 길이방향, 즉 전자빔(14)의 진행방향과 평행하게 이동시켜 패널(4)의 화면부(4a)에 근접시키게 된다.

이로서 섀도우 마스크(20)는 각각의 빔통과용 홀(20a)들의 위치가 점선으로 도시한 도오밍 전의 위치와 동일한 전자빔 경로상에 있게 되므로, 상기 스프링 구조체(40)는 섀도우 마스크(20)의 열팽창을 최종적으로 보정하게 된다.

이와 같이 스프링 구조체(40)는 마스크 프레임(30)을 회전 성분 없이 패널(4)에 대하여 직진 이동시킴으로써 마스크 프레임(30)의 회전을 방지할 수 있으므로, 마스크 프레임(30)의 회전으로 인한 전자빔의 회전성 랜딩 에러 및 색순도 저하 등을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.

다음으로, 도 8은 스프링 구조체의 다른 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에 의한 스프링 구조체(50)는 고팽창부재(52)와 저팽창부재(54)를 동일한 재질로 형성하는 대신 그 두께를 상이하게 설정하는 것으로 이루어진다.

즉, 상기 고팽창부재(52)를 저팽창부재(54)보다 얇은 두께를 갖도록 형성하여 동일한 온도 조건에서 고팽창부재(52)가 저팽창부재(54)보다 더욱 팽창할 수 있도록 하는 것이다.

본 실시예에 의한 스프링 구조체(50)의 열팽창 작용 또한 앞선 실시예에서 상술한 바와 동일하게 이루어진다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 스프링 구조체는 음극선관 작용시와 특히 고전류 에이징시 마스크 프레임을 회전 성분 없이 패널에 대하여 직진 이동시킴으로써 마스크 프레임의 회전을 방지할 수 있다. 이에 따라 마스크 프레임의 회전으로 인한 전자빔의 회전성 랜딩 에러 및 색순도의 저하 등과 같은 음극선관의 화질 악화를 방지하여 음극선관의 디스플레이 품위를 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims (7)

1. 스터드 핀을 갖는 패널과;

   다수개의 빔통과용 홀을 형성하여 전자빔을 색선별하는 섀도우 마스크와;

   상기 섀도우 마스크의 둘레부와 용접되어 섀도우 마스크를 고정시키는 마스크 프레임과;

   상기 마스크 프레임을 패널 내측에 현수하는 스프링 구조체를 포함하며,

   상기 스프링 구조체는 열에너지 상승에 의한 열팽창시 전자빔의 진행방향으로 상기 마스크 프레임이 이동할 수 있도록 굽힘각이 서로 다른 상태로 접합되는 한쌍의 부재로 이루어지는 음극선관용 마스크 어셈블리.
2. 제 1항에 있어서, 상기 한쌍의 부재는 마스크 프레임에 고정되는 프레임 고정단과 스터드 핀에 체결되는 스터드 핀 고정단에서 일체로 접합되며, 상기 프레임 고정단과 스터드 핀 고정단 사이는 굽힘각이 다른 상태로 이격되어 있는 음극선관용 마스크 어셈블리.
3. 제 2항에 있어서, 상기 한쌍의 부재는 패널의 측면부와 마주하는 일면으로 고팽창부재를 배치하고, 마스크 프레임과 마주하는 일면으로 저팽창부재를 배치하여 이루어지는 음극선관용 마스크 어셈블리.
4. 제 3항에 있어서, 상기 고팽창부재의 굽힘각은 저팽창부재의 굽힘각보다 작게 형성되는 음극선관용 마스크 어셈블리.
5. 제 3항에 있어서, 상기 고팽창부재는 저팽창부재보다 높은 열팽창계수를 갖는 금속재질로 이루어지는 음극선관용 마스크 어셈블리.
6. 제 3항에 있어서, 상기 고팽창부재는 저팽창부재보다 얇은 두께로 형성되는 음극선관용 마스크 어셈블리.
7. 제 1항에 있어서, 상기 한쌍의 부재는 열팽창시 그 굽힘각이 증가하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 마스크 어셈블리.