KR100308053B1

KR100308053B1 - 칼라 브라운관용 새도우마스크

Info

Publication number: KR100308053B1
Application number: KR1019990004510A
Authority: KR
Inventors: 고성우
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2001-09-26
Also published as: KR20000055731A

Abstract

본 발명은 칼라 브라운관에 관련한 것으로서, 보다 상세하게는 새도우마스크에 형성된 빔 통과공의 수직피치를 적정범위이내에서 확장시켜 전자빔의 투과율을 종전에 비해 증대시킴에 따라 휘도향상과 아울러 모아레 현상을 감쇄시킬 수 있도록 한 칼라 브라운관용 새도우마스크에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 첫째, R,G,B 전자빔의 색선별 역할을 하도록 빔 통과공(71)이 무수히 형성된 새도우마스크(70)를 구비한 칼라 브라운관에 있어서;

상기 각 빔 통과공(71) 간의 수직피치(vp₁)를 스크린 상에 조사되는 수평한 전자빔라인 간 수직피치(vp₂)의 2.7배 이상이 되도록 확장한 것이다.

둘째, R,G,B 전자빔의 색선별 역할을 하도록 빔 통과공이 무수히 형성된 새도우마스크를 구비한 칼라 브라운관에 있어서;

상기 각 빔 통과공(71) 간의 수직피치(vp₁)를 스크린 상에 조사되는 수평한 전자빔라인 간 수직피치(vp₂)의 3.4배 이상이 되도록 확장한 것이다.

Description

칼라 브라운관용 새도우마스크{shadow mask in color braun tube}

본 발명은 칼라 브라운관에 관련한 것으로서, 보다 상세하게는 새도우마스크에 형성된 빔 통과공의 수직피치를 적정범위이내에서 확장시켜 전자빔의 투과율을 종전에 비해 증대시킴에 따라 휘도향상과 더불어 모아레 현상을 감쇄시킬 수 있도록 한 칼라 브라운관용 새도우마스크에 관한 것이다.

일반적으로 칼라 브라운관은 도 1에 도시된 바와 같이 패널(1)의 내면에 R,G,B 형광체가 일정한 패턴으로 도포되어 형광막(1a)을 이루고 있으며, 패널(1) 내면의 가장자리 부분에는 후방으로 병목형상의 네크부(3)를 가진 펀넬(2)이 프릿 글라스(frit glass)에 의해 접착되어 있다.

그리고, 상기 네크부(3)에는 전자빔(4)을 방출하는 전자총(5)이 봉입되어 있으며, 네크부(3)의 외측 둘레에는 전자빔(4)을 수평 및 수직방향으로 편향시키주는 편향요크(6)가 설치되어 있다.

또한, 상기 패널(1)의 내측에는 공극형상 또는 원형상의 가는 빔 통과공(7a)이 무수히 뚫린 새도우마스크(7)가 프레임(8)에 지지 고정되어 패널(1)과 일정간격을 유지하고 있다.

그리고, 상기 전자총(5)의 뒷부분에는 스템(9)이 외부로 노출되게 고정되어있어 상기 스템에 고정된 다수개의 스템핀(10)을 통해 전자총(5)을 구성하는 각 전극에 전압을 인가하게 된다.

따라서, 상기 스템핀(10)을 통해 펀넬(2)의 네크부(3)에 봉입되어 있는 전자총(5)으로 영상신호가 입력되면 전자총의 캐소드(cathode)로부터 전자빔(4)이 방출되고, 방출된 전자빔은 전자총의 각 전극에 인가된 전압에 의해 제어 및 가속, 집속된 다음 편향요크(6)의 전자계에 의해 수평 및 수직방향으로 궤도가 수정된 상태로 새도우마스크(7)를 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광체를 발광시키므로써 화상이 재현된다.

한편, 상기 새도우마스크(7)는 색을 선별하여 칼라 화면을 구현하기 위해 칼라 브라운관에서는 필수적으로 적용되고 있는데, 전자총(5)으로부터 패널(1) 내면을 향해 조사되는 전자빔(4)은 그 경로상에 위치한 새도우마스크(7)를 통과하면서 색이 각각 선별되어 스크린에 도달하게 된다.

이 때, 조사되는 전자빔(4)중 약 20%만이 새도우마스크에 형성된 빔 통과공(7a)을 통하게 되며, 나머지 약 80%는 빔 통과공(7a) 사이사이에 위치한 브릿지(bridge)(7b)에 의해 차단된다(도 2참조).

이에 따라 스크린에는 전자빔(4)이 도달하여 발광되는 부분과, 전자빔(4)이 도달하지 못함에 따른 어두운 부분이 공존하면서 필연적으로 휘도차에 의한 모아레(moire) 현상이 발생하게 된다.

이러한 모아레 현상은 빔 통과공(7a)을 확장, 특히 모아레의 증가 및 저감에 직접적인 영향을 미치는 중요 요소인 빔 통과공(7a)의 수직피치(verticalpitch:vp)를 크게 하면 할수록 이에 비례하여 상당히 저감시킬 수 있다.

하지만, 빔 통과공(7a)의 수직피치(vp)는 적정한 크기를 유지해야만 새도우마스크(7)의 강도를 유지할 수 있으므로 이를 감안한 설계가 이루어져야 하고, 각 빔 통과공(7a) 사이에 위치한 브릿지(7b)도 적정의 크기를 유지해야만 외부의 충격이나 하울링(howling)등의 기구적인 특성을 만족시킬 수 있다.

상기와 같은 이유 때문에 수직피치(vp)를 확장시키는데 장애요인으로 작용되어 왔으며, 이러한 수직피치 확장의 한계성 때문에 새도우마스크(7)에 의해 전자빔(4)의 차단량이 많아 형광막(1a)을 발광시키는 부분이 적어지므로 자연적으로 휘도 저하는 물론이고 모아레 현상이 심화되는 결과를 초래하게 된다.

참고적으로, 도 3은 새도우마스크의 수직거리와 수직방향으로 주사되는 전자빔 강도와의 함수관계를 나타낸 그래프이다.

상기 그래프에 의하면 곡선상에 위치하는 포인트들이 불규칙하게 위치하면서 파장이 긴 휘도분포를 나타내고 있는데, 이것은 시각적으로 인지되는 모아레 라고 쉽게 판단 내릴 수 있다.

즉, 그래프의 각 포인트는 화면에서 보여지는 간섭무늬(모아레)를 나타내는 것으로서, 곡선의 꼭지점이 아닌 곡선의 중간중간에 형성되는 포인트는 브릿지(7b)의 그림자가 아닌 다른 요인에 의해 발생하는 간섭무늬로서, 이는 각 빔 통과공(7a)간의 피치값이 작은 경우에 나타나게 되므로 각 빔 통과공(7a)간의 피치를 확장하여야만 모아레 저감은 물론 휘도향상을 가져오게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 새도우마스크의 구조변경을 통해 새도우마스크로의 전자빔 통과량을 증대시켜 휘도향상 및 모아레를 방지하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 첫째, R,G,B 전자빔의 색션별 역할을 하도록 빔 통과공이 무수히 형성된 새도우마스크를 구비한 칼라 브라운관에 있어서;

상기 각 빔 통과공 간의 수직피치를 스크린 상에 조사되는 수평한 전자빔라인 간 수직피치의 2.7배 이상이 되도록 확장한 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 새도우마스크를 제공함에 있다.

상기 각 빔 통과공 간의 수직피치를 스크린 상에 조사되는 수평한 전자빔라인 간 수직피치의 3.4배 이상이 되도록 확장한 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 새도우마스크를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 칼라 브라운관의 종단면도

도 2는 종래 새도우마스크의 형성된 빔 통과공의 확대도

도 3은 새도우마스크의 수직거리와 수직방향으로 주사되는 전자빔 강도와의 함수관계를 나타낸 그래프

도 4는 새도우마스크에 길이방향으로 확장된 형태의 본 발명 빔 통과공의 요부 확대도

도 5는 스크린에 스캔되는 수평 전자빔 라인을 나타낸 도면

도 6은 모아레가 나타나는 현상을 보인 일 실시예로, 수직피치를 수평 전자빔 라인간 수직피치의 2.4배로 한 경우의 그래프

도 7은 수직피치를 수평 전자빔 라인간 수직피치의 2.7배로 하여 모아레가 현저히 저감된 예를 보인 그래프

도 8은 수직피치를 수평 전자빔 라인간 수직피치의 3.4배로 하여 모아레 현상이 발생되지 않음을 나타낸 그래프

70 : 새도우마스크 71 : 빔 통과공

72 : 브릿지 vp₁: 빔 통과공의 수직피치

vp_{2 :}스크린에 스캔되는 수평한 전자빔 라인 간의 수직피치

도 4는 새도우마스크에 길이방향으로 확장된 형태의 본 발명 빔 통과공의 요부 확대도이고, 도 5는 스크린에 스캔되는 수평 전자빔 라인을 나타낸 도면이며, 도 6은 모아레가 나타나는 현상을 보인 일 실시예로, 수직피치를 수평 전자빔 라인간 수직피치의 2.4배로 한 경우의 그래프이고, 도 7은 수직피치를 수평 전자빔 라인간 수직피치의 2.7배로 하여 모아레가 현저히 저감된 예를 보인 그래프이며, 도8은 수직피치를 수평 전자빔 라인간 수직피치의 3.4배로 하여 모아레 현상이 발생되지 않음을 나타낸 그래프로서, 이들 첨부도면을 참조하여 본 발명 칼라 브라운관용 새도우마스크에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 텐션(tension)을 가진 새도우마스크(70)에 있어서, 이에 형성된 각 빔 통과공(71)의 수직피치(vp₁)를 패널(1) 내면의 스크린 상에 조사되는 수평한 전자빔라인 간 수직피치(vp₂)와의 비례함수에 의해 길이방향으로 소정길이 만큼 확장한 것이다.

이 때, 상기 각 빔 통과공(71)간의 확장된 수직피치(vp₁)는 새도우마스크(70)가 적절한 강도를 유지하면서도 새도우마스크를 통과하는 전자빔(4)의 양을 증대시킴에 따라 휘도 향상과 더불어 모아레를 감쇄시킬 수 있도록 한 것이다.

한편, 스크린 상에 조사(scan)되는 전자빔(4)과 새도우마스크(70)의 브릿지 배열은 주기적인 성질을 가지고 있어서 상호간의 중첩에 의해 간섭을 일으키게 되는데, 이러한 현상 때문에 모아레 발생의 원인이 되어 왔으므로 이러한 간섭현상을 방지하기 위해서는 새도우마스크(70)의 수직피치≥(스크린의 높이/조사되는 전자빔의 수)×상수(A)의 수식을 만족해야 한다.

이 때, 상기 상수(A)는 두 주기(스크린 상에 조사되는 전자빔의 주기와 새도우마스크의 브릿지 배열의 주기)사이의 간섭현상이 나타나지 않도록 하기 위한 관계상수이며, 그 값은 2.7 일때 두 주기의 간섭현상을 현저히 감소시킬 수 있게된다.

즉, 새도우마스크(70)의 빔 통과공(71) 수직피치(vp₁)를 스크린 상에 조사되는 수평한 전자빔 라인 간 수직피치(vp₂)의 약 2.7배 이상으로 하면 도 7의 그래프에 나타난 바와 같이 모아레가 현저히 감소하고, 빔 통과공(71) 수직피치(vp₁)를 스크린 상에 조사되는 수평한 전자빔 라인 간 수직피치(vp₂)의 약 3.4배 이상으로 하면 도 8에서와 같이 모아레가 전혀 발생하지 않게 된다.

이러한 빔 통과공(71)의 수직피치는 CDT(cathode display tube) 및 CPT(cathode picture tube)에 공히 적용된다.

이상과 같은 본 발명은 새도우마스크(70)에 형성된 각 빔 통과공(71)의 수직피치(vp₁)크기로 확장하여, 새도우마스크(70)에서의 전자빔(4) 투과량을 증대시킴에 따라 휘도향상과 함께 브라운관 화질향상의 저해요인이었던 모아레를 상당히 저감시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 각 빔통과공(81) 수직피치(vp₁)의 크기설정은 다음의 조건에 의하여야 한다.

먼저, 패널(1)의 스크린면에 평행하게 스캔되어 일정간격의 수평라인을 이루고 있는 전자빔라인의 간격(이하 “수직스캔피치(vp₂)”라 함)은 브라운관에 인가되는 수직주사모드에 따라 약간씩 다르게 나타난다.

상기 수직주사모드란 통상 모니터로 사용되고 있는 CDT에서 적용되고 있는640×480, 800×600, 1024×768, 1280×1024, 1600×1200등 여러모드가 적용되고 있는데, 상기 수치에서 뒤쪽에 위치한 숫자가 수직방향으로 주사되는 전자빔 라인의 수를 의미하며, 이들 전자빔 라인간의 피치를 수직스캔피치(vp₂)라 한다(도 5참조).

이 때, 상기 수직스캔피치(vp₂)와 빔 통과공(81) 수직피치(vp₁) 간의 간섭주기(λ)=｜(n/S)-(2m/Pv)｜^-1의 수식에 의해 표현된다.

상기 수식에서 S는 전자빔의 수직스캔피치(vp₂)이고, Pv는 빔 통과공의 수직피치(vp₁)이며, n과 m은 스크린에 스캔되는 전자빔과 새도우마스크의 투과율 함수를 퓨리에(fourier series) 전개를 할 때 나오는 싸인(sin) 또는 코싸인(cos)파의 주기를 대변하는 정수를 각각 나타낸다.

이 때, 스크린으로 스캔되는 전자빔의 강도는 어느정도 싸인파 패턴을 가지고 있으나, 새도우마스크(8)의 투과율은 디지털 신호처럼 온,오프형태를 가지므로 빔 통과공(81)간의 수직피치(vp₁)가 무한대로 커지게 되면 스캔되는 전자빔과 브릿지(82)간의 간섭은 오로지 브릿지의 그림자만이 나타나게 되며, 이 상태에서 브릿지의 크기를 적절히 줄이게 되면 브릿지의 그림자조차 나타나지 않게 되므로 결국 휘도향상과 함께 모아레를 저감시킬 수 있게 된다.

즉, 일반적인 수직피치(vp₁)를 가진 새도우마스크를 1로 기준할때 그 때의 휘도는 88∼90%사이가 되는데 반해, 수직피치를 2∼5배로 확대하게 되면 이에 비례하여 휘도가 점점 향상되고, 가장 이상적인 형태인 브릿지가 없는 빔 통과공(통상 스트라이프 타입:stripe type)을 구성하게 되면 그 때의 휘도는 100%가 되므로 모아레가 전혀 발생하지 않음을 알 수 있다.

그러나 본 발명은 브릿지(72)를 가진 새도우마스크(70)에 대한 기술내용이므로 이 형태에서 가장 이상적으로 모아레를 감쇄시킬 수 있도록 하기 위해서는 스크린으로 스캔되는 수평한 전자빔라인의 수직피치(vp₂)와 빔 통과공의 수직피치(vp₁)중 어느 한 값이 월등히 큰 조건을 만족해야 한다.

즉, 새도우마스크의 수직피치≥(스크린의 높이/스캔수)×A의 수식을 만족해야 한다.

이 때, 상기 두 주기파 사이에 간섭현상이 나타나지 않도록 하기 위한 관계상수인 A값은 2.7 이상일 때 모아레가 현저히 감소됨이 확인되었으며(도 7참조), A값이 3.4이상이 되면 도 8에서와 같이 모아레가 전혀 발생하지 않는 이상적인 화상을 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 빔 통과공(71)의 수직피치(vp₁)를 적정크기로 확대하게 되면 도 7 또는 도 8과 같은 그래프가 그려지게 되는데, 특히 도 8의 그래프에 의하면 연속된 선도의 반전되는 부분에서만 포인트가 나타나게 되어 브릿지의 그림자만이 스크린에 나타날 뿐 간섭무늬(모아레)는 전혀 발생하지 않음을 알 수 있다.

참고적으로, 도 6은 빔 통과공 간의 수직피치(vp₁)를 스크린 상에 조사되는수평한 전자빔 라인 간 수직피치(vp₂)의 2.4배로 하였을때의 그래프로서, 이 때의 선도는 도 7 및 도 8의 그래프와 비교할 때 그 진폭이 균일하게 유지되고 있으며, 하단 반전부위의 넓이가 보다 넓게 나타나므로 이러한 그래프 형상을 가지게 되면 모아레가 지속적으로 나타나게 된다.

역으로, 모아레가 적게 또는 전혀 나타나지 않는 그래프의 형태는 진폭이 불균일하고, 반전부위의 넓이가 좁으면 좁을 수록 모아레에 대해 좋은 특성이 나타나게 된다.

이상과 같은 본 발명은 새도우마스크의 빔 통과공 수직피치를 적정크기로 확장시킴에 따라 휘도 향상과 함께 모아레를 감쇄시키는 효과를 가져오게 된다.

Claims

R,G,B 전자빔의 색선별 역할을 하도록 빔 통과공이 무수히 형성된 새도우마스크를 구비한 칼라 브라운관에 있어서;

상기 각 빔 통과공 간의 수직피치를 스크린 상에 조사되는 수평한 전자빔라인 간 수직피치의 2.7배 이상이 되도록 확장한 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 새도우마스크.
R,G,B 전자빔의 색선별 역할을 하도록 빔 통과공이 무수히 형성된 새도우마스크를 구비한 칼라 브라운관에 있어서;

상기 각 빔 통과공 간의 수직피치를 스크린 상에 조사되는 수평한 전자빔라인 간 수직피치의 3.4배 이상이 되도록 확장한 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 새도우마스크.