KR100319324B1 - 음극선관용 섀도우 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 섀도우 마스크에 관한 것으로서, 특히, 섀도우 마스크에서의 빔의 투과공의 수직피치들을 경계짓는 브리지를 섀도우 마스크의 강도특성을 악화시키지 않는 범위 내에서 부분적으로 제거하여 전자빔의 통과율을 향상시킴으로써, 음극선관의 밝기 균일도(Brightness Uniformity)를 향상시킬 수 있는 음극선관용 섀도우 마스크를 제공하는 데 그 목적이 있으며,

이를 실현하기 위해서 본 발명은 소정의 규칙에 따라 다수의 열을 이루며 형성된 빔투과공과, 상기 각 열의 빔투과공 사이를 경계짓는 소정의 폭을 갖는 브리지를 구비한 음극선관용 섀도우마스크에 있어서, 상기 섀도우마스크의 코너부에 형성된 브리지의 일부를 제거하고, 상기 브리지가 제거된 전자빔 통과공이 상기 브리지가 제거되지 않은 인접된 전자빔 통과공의 크기 보다 소정 배 이상 크게 형성되도록 한 것이다.

Description

음극선관용 섀도우 마스크{Shadow Mask for Cathode ray tube}

본 발명은 음극선관용 섀도우 마스크에 관한 것으로서, 특히, 음극선관의 밝기 균일도(Brightness Uniformity)를 향상시킬 수 있는 음극선관용 섀도우마스크(Shadow Mask)에 관한 것이다.

도 1 은 일반적인 음극선관을 개략적으로 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 음극선관의 전면에 형성되며, 내측에 적,녹,청(R,G,B)의 발광형광체(4)가 도포된 패널(Panel)(1)과, 상기 패널(1)의 후단에 융착되어 음극선관의 내부를 진공상태로 유지하기 위한 펀낼(Fannel)(2)과, 색선별을 위해 도트 또는 슬롯 형상의 빔투과공이 형성된 섀도우마스크(6)와, 상기 섀도우마스크(6)가 상기 패널(1)과 소정의 간격을 유지토록 지지함과 동시에 상기 섀도우마스크(6)의 진동을 방지하기 위해 장착된 섀도우마스크 지지프레임(8)과, 상기 섀도우마스크(6)에 잔류하는 잔류전자를 외부로 방출함과 동시에 고전압을 인가하기 위해 상기 섀도우 마스크 지지프레임(8)에 결합된 컨택트스프링(10)과, 상기 섀도우마스크 지지프레임(8)에 결합되는 지자계 차폐용 쉴드(Shield)(12)와, 상기 펀넬(2)의 넥(NecK) 부분에 봉입되어 발광형광체(4)에 전자빔(14)을 방사하는 전자총(16)과, 전자빔(14)이 발광형광체(4)에 주사되도록 그 진행 궤도를 조정하는 편향요크(16)와, 전자빔(14)이 소정 위치의 형광면을 정확히 타격하도록 그 진행방향을 조정하는 2,4,6마그네트(18)와, 외부의 충격으로부터 폭발을 방지하기 위한 보강밴드(20)로 구성된다.

통상적으로, 음극선관에서는 패널(1)과 펀넬(2)이 융착되어 고진공의 폐공간을 형성하므로 외부의 충격에 쉽게 폭발이 일어날 수 있는 데, 이를 방지하기 위해 펀넬(2)은 대기압을 견딜 수 있는 구조 강도로 설계되고, 고진공 상태의 음극선관이 받는 응력을 분산하여 내충격 성능을 확보하기 위해 보강밴드(20)가 패널(1)의 스커트(Skirt)부분에 장착된다.

상기 섀도우마스크(6)는 도트 타입(Dot Type)과 슬롯 타입(Slot Type)으로 대별되는 데, 도 2 의 a)는 도트타입의 섀도우마스크를, 도 2 의 b)는 슬롯 타입의 섀도우마스크를 각각 나타낸다.

도 2 의 b)에서, 참조부호 22는 슬롯이라 불리는 빔투과공을 나타내고, 하나의 슬롯의 중심부에서 상하로 인접한 다른 슬롯의 중심부까지의 간격을 수직피치(24)라 하며, 하나의 슬롯의 중심부에서 좌우로 인접한 다른 슬롯의 중심부까지의 간격을 수평 피치라 하며, 슬롯과 슬롯 사이에 존재하는 섀도우 마스크의 유효면을 브리지(Bridge)라 한다.

상기 슬롯 타입의 섀도우마스크에 있어서, 수직피치(24)는 섀도우마스크의 강도를 위해서만 존재하므로, 강도를 유지할 수만 있다면 수직피치의 조절은 얼마든지 가능하게 된다. 일례로, 모사의 경우, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 수직피치가 전혀 없는 섀도우마스크를 사용하고 있다.

도 3 은 섀도우마스크의 유효면의 일부를 확대해서 상세하게 나타낸 도면으로서, 참조부호 30은 유효면을, 참조부호 32는 빔투과공을 각각 나타낸다.

종래의 슬롯 타입의 섀도우마스크는 일정한 배열규칙을 갖는 수직피치를 마스크 유효면의 전역에 걸쳐 고르게 분포시켜서 그 강도가 적정범위에 유지되도록 하고 있으며, 수평피치는 섀도우마스크 유효면의 주변부로 갈수록 크게 배치된다.

따라서, 종래의 슬롯 타입의 섀도우마스크에서는 빔투과공 사이의 경게부분이 크게 되고, 섀도우마스크 유효면의 중앙부에서 멀어질수록 전자빔의 통과량이 상대적으로 작게되고, 아울러 유리 패널(1)의 두께도 두꺼워져서 빛 투과율도 떨어지게 되고, 외곽부분 특히, 섀도우 마스크 유효면의 코너부에서의 화면밝기가 중앙부보다 훨씬 어둡게 되어 결과적으로, 중앙부와 코너부의 밝기 균일도(Brightness Uniformity)가 고르지 못하게 된다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 섀도우 마스크에서의 빔투과공의 수직피치들을 경계짓는 브리지를 섀도우 마스크의 강도특성을 악화시키지 않는 범위 내에서 부분적으로 제거하여 전자빔의 통과율을 향상시킴으로써, 음극선관의 밝기 균일도(Brightness Uniformity)를 향상시킬 수 있는 음극선관용 섀도우 마스크를` 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 섀도우마스크는 소정의 규칙에 따라 다수의 열을 이루며 형성된 빔투과공과, 상기 각 열의 전자빔 통과공 사이를 경계짓는 소정의 폭을 갖는 브리지를 구비한 음극선관용 섀도우마스크에 있어서, 상기 섀도우마스크의 코너부에 형성된 브리지의 일부를 제거하고, 상기 브리지가 제거된 전자빔 통과공이 상기 브리지가 제거되지 않은 인접된 전자빔 통과공의 크기보다 소정 배 이상 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 일반적인 음극선관을 개략적으로 도시한 단면도.

도 2 의 a)는 종래의 도트 타입의 섀도우마스크를 나타낸 상세도.

도 2 의 b)는 종래의 슬롯 타입의 섀도우마스크를 나타낸 상세도.

도 3 은 종래의 수직피치가 전혀 없는 슬롯타입의 섀도우마스크를 나타낸 상세도.

도 4 의 a)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섀도우마스크를 나타낸 상세도.

도 4 의 b)는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섀도우마스크를 나타낸 상세도.

도 4 의 c)는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 섀도우마스크를 나타낸 상세도.

도 4 의 d)는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 섀도우마스크를 나타낸 상세도.

도 4 의 e)는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 섀도우마스크를 나타낸 상세도.

도 5 의 a)내지 e)는 본 발명의 따라 섀도우마스크의 브리지 제거 영역의 형태를 나타낸 개략도.

도 6 은 본 발명이 효과를 검증하기 위한 구체적 빔투과공 구조를 나타낸 도면,

도 7 은 본 발명이 효과를 검증하기 위한 빔투과공 확대율 계산 모델을 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1; 패널 2; 펀넬

4; 형광체 6; 섀도우마스크

8; 섀도우마스크 지지프레임 10; 컨택트스프링

12; 지자계 차폐용 쉴드 14; 전자빔

16; 전자총 18; 마그네트

20; 보강밴드

22,32,36,42,46,52,56,62,66,72,76,82,84; 빔투과공

24,92; 수직피치 26,38,48,58,68,78; 브리지

28,90; 수평피치 30, 34,46,56,64,74; 유효면

40,50,60,70,80; 코너부 86; 전자빔

94; 빔투과공간의 수직폭 96; 빔투과공의 수평폭

98; 빔투과공간의 수평폭

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 4 의 a)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섀도우마스크를 나타낸 상세도로서, 도시된 바와 같이, 유효면(34)상에 다수의 열을 이루며 형성된 빔투과공(36)과, 상기 각 열의 빔투과공 사이를 경계짓는 소정의 폭을 갖는 브리지(38)로 구성되고, 유효면의 코너부(40)에 형성된 브리지가 모두 제거되어 빔투과공이 긴 단일 홀을 이루며, 상기 브리지가 제거된 빔투과공(42)이 상기 브리지가 제거되지 않은 인접된 빔투과공의 크기보다 소정 배 이상 크게 형성되도록 구성된다.

도 4 의 b)는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섀도우마스크를 나타낸 상세도로서, 도시된 바와 같이, 유효면(44)상에 다수의 열을 이루며 형성된 빔투과공(46)과, 상기 각 열의 빔투과공 사이를 경계짓는 소정의 폭을 갖는 브리지(48)로 구성되고, 유효면의 코너부(50)에 형성된 브리지가 하나 걸러 하나씩 규칙적으로 제거되며, 브리지가 제거된 빔투과공(42)이 상기 브리지가 제거되지 않은 인접된 빔투과공의 크기보다 소정 배 이상 크게 형성되도록 구성된다.

도 4 의 c)는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 섀도우마스크를 나타낸 상세도로서, 도시된 바와 같이, 섀도우마스크를 나타낸 상세도로서, 도시된 바와 같이, 유효면(54)상에 다수의 열을 이루며 형성된 빔투과공(56)과, 상기 각 열의 빔투과공 사이를 경계짓는 소정의 폭을 갖는 브리지(58)로 구성되고, 유효면의 코너부(60)에 형성된 브리지가 하나 걸러 두 개씩 규칙적으로 제거되며, 브리지가 제거된 전자빔 통과공(62)이 상기 브리지가 제거되지 않은 인접된 빔투과공의 크기보다 소정 배 이상 크게 형성되도록 구성된다.

도 4 의 d)는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 섀도우마스크를 나타낸 상세도로서, 도시된 바와 같이, 유효면(64)상에 다수의 열을 이루며 형성된 빔투과공(66)과, 상기 각 열의 빔투과공 사이를 경계짓는 소정의 폭을 갖는 브리지(68)로 구성되고, 유효면의 코너부(60)에 형성된 브리지의 일부를 제거하여 크기가 서로 다른 빔투과공(72)이 규칙적으로 배열되도록 구성되고, 브리지가 제거된 전자빔 통과공(72)이 상기 브리지가 제거되지 않은 인접된 전자빔 통과공의 크기보다 소정 배 이상 크게 형성되도록 구성된다.

도 4 의 e)는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 섀도우마스크를 나타낸 상세도로서, 도시된 바와 같이, 유효면(74)상에 다수의 열을 이루며 형성된 빔투과공(76)과, 상기 각 열의 빔투과공 사이를 경계짓는 소정의 폭을 갖는 브리지(78)로 구성되고, 유효면의 코너부(80)에 형성된 브리지의 일부를 제거하여 크기가 서로 다른 빔투과공(82)이 불규칙적으로 배열되도록 구성되고, 브리지가 제거된 전자빔 통과공이 상기 브리지가 제거되지 않은 인접된 전자빔 통과공의 크기보다 소정 배 이상 크게 형성되도록 구성된다.

한편, 상기 본 발명의 제 1 내지 제 5 실시예들에 있어서, 각 실시예의 브리지가 제거된 전자빔 통과공은 상기 브리지가 제거되지 않은 인접된 전자빔 통과공의 크기보다 1.2배 이상 크게 형성되도록 구성된다.

한편, 본 발명의 제 1 내지 제 5 실시예들에 있어서, 각 실시예의 브리지 제거영역의 형상은 도 5 의 a)내지 e)에 나타낸 바와 같이, 사각모양, 계단모양, 4분원모양, 원모양 및 'L'자형중 하나의 형상으로 형성될 수 있으며, 이렇게 형성된 브리지 제거영역의 크기는 섀도우마스크의 강도 특성에 영향을 주지 않는 범위 내에서 형성되는 것이 바람직 하지만, 그 영역의 크기는 섀도우마스크의 크기 및 형태 그리고 곡률에 따라 다르므로, 본 발명의 실시예에서는 그 영역의 크기를 CAE(Coupeter Aided Engineering)를 이용한 강도해석 결과에 의거하여 전체 면적대비 0~15%정도의 범위로 제안한다.

도 6 은 본 발명이 효과를 검증하기 위한 구체적 빔투과 구조를 나타낸 도면으로서, 참조부호 84는 빔투과공을, 86은 전자빔을, 88은 브리지를, 90은 수평피치를, 92는 수직피치를, 94는 빔투과공간의 수직폭을, 96은 빔투과공의 수평폭을, 98은 빔투과공간의 수평폭을 각각 나타내고, 수평피치(90)는 0.970㎜, 수직피치(92)는 0.595㎜, 빔투과공간의 수직폭(94)은 0.149㎜, 빔투과공의 수평폭(96)은 0.213㎜, 빔투과공간의 수평폭은 0.757㎜로 각각 구성된다.

도 6 을 참조하여, 통상적으로 전차총에서부터 섀도우 마스크의 빔 투과공에 도달하는 전자빔(86)은 그 크기가 빔투과공(84)보다 크게 형성되며, 전자빔이 상하로 인접한 두 개의 빔투과공에 걸치는 경우가 많다. 이때 상기 인접한 빔투과공 사이에 브리지(88)가 존재하게 되면, 전자빔(86)이 그 부분에 가려지고, 가려진 많큼의 전자빔은 화면상에 도달하지 못하게 된다. 이때 본 발명에서 제시한 것처럼 브리지 부분을 없애거나 그 부분의 빔투과공을 크게 만들면 가려진 부분의 빔이 화면까지 도달할 수 있게 되어 밝기가 증가하게 되는 것은 자명하다.

도 7 은 빔투과공 확대율 계산 모델을 나타낸 도면으로서, 도 6 에 나타낸 빔투과공(84)을 가로방향으로 일정하게 배열하고, 빔투과공(84)의 상하 부분의 곡선을 직선으로 간략화하고, 전자빔(84)을 인접한 4개의 빔투과공(84)에 1/4씩 점유하는 사각형 면적으로 근사화하여 빔투과공에 대한 확대율을 용이하게 계산할 수 있도록 한 것이다.

상기 근사화된 계산 모델로부터 빗금친 영역으로 나타낸 브리지를 제거하기 전의 개구율을 구하면, 사각형의 전체면적이 0.970 ×0.595 = 0.57715㎟ 이고, 빔투과공의 면적은 0.213 ×0.446 = 0.094998㎟이므로, 개구율은 16.5%이다.

한편, 상기 근사화된 계산 모델로부터 빗금친 영역으로 나타낸 브리지를 제거한 후의 개구율을 구하면, 사각형의 전체멱적이 0.970 ×0.595 = 0.57715㎟ 이고, 빔투과공의 확대면적은 0.094998 + (0.149 ×0.213) = 0.126735이므로, 개구율은 21.96%가 된다. 따라서. 상기의 계산으로부터 개구율이 기존대비 33.4%(확대율)증가하게 된다.

따라서, 전자빔이 섀도우 마스크에 투사되는 형태를 고려할 경우 실제로 확대율 33.4%만큼의 밝기가 증가하지는 않겠지만 적어도 15%정도는 증가하게 될 것이다.

통상적으로, 음극선관에서의 밝기 균일도(U/B)를 측정할 경우 중앙부 밝기 대 코너부 밝기의 비로 측정하며, 그 측정치가 50%정도 일 때 기준치로 여겨지고 있으나, 현재 대부분의 음극선관에서는 40~50%로 그 기준치에 미달하고 있는 실정인데, 본 발명에 따라 섀도우 마스크 코너부의 수직 브리지를 부분적으로 제거할 경우 50%의 스팩(SPEC)은 쉽게 통과할 수 있을 것이며, 절대적인 밝기의 균일도를 높일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 섀도우 마스크의 빔투과공의 수직피치들을 경계짓는 브리지를 부분 또는 선택적으로 제거함으로써, 전자빔이 통과율을 향상시킬 수 있고, 이로 인해 음극선관의 밝기 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 유효면에 소정의 규칙에 따라 다수의 열을 이루며 형성된 빔투과공과, 상기 각 열의 빔투과공 사이를 경계짓는 소정의 폭을 갖는 브리지를 구비한 음극선관용 섀도우마스크에 있어서,

   상기 섀도우마스크의 코너부에 형성된 브리지의 일부를 제거하고, 상기 브리지가 제거된 전자빔 통과공이 상기 브리지가 제거되지 않은 인접된 전자빔 통과공의 크기보다 1.2배 이상 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제거된 브리지를 포함하는 코너부는 사각 형상, 계단 형상, 4분원 형상 및 L자형 형상 중 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 코너부에 형성된 브리지는 하나 걸러 적어도 하나 이상이 규칙적으로 제거되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 코너부에 형성된 브리지는 불규칙적으로 제거되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.