KR100349194B1 - 칼라브라운관의섀도우마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도밍 발생에 의한 색순도 열화부의 형성을 방지할 수 있는 신규한 구성의 섀도우마스크를 개시한다.

섀도우마스크의 도밍발생시 이를 바이메탈로 보상하면 중간부에 색순도 열화부가 발생되고 있다.

본 발명에서는 섀도우마스크의 중간부가 더 큰 변형을 하도록 국부적인 강성차이를 주어 색순도 열화부의 발생을 방지하였다.

Description

칼라브라운관의 섀도우마스크

본 발명은 칼라 브라운관에 관한 것으로, 특히 섀도우마스크(shadow mask)에 관한 것이다.

브라운관은 전자총에서 발사된 전자빔을 편향(deflection)시켜 형광면을 선택적으로 발광시킴으로써 화상을 표시하는 장치이다. 칼라브라운관은 R,G,B 형광체들을 소정패턴으로 배열하여 형광면을 형성하고 편향된 전자빔을 색선별수단을 통해 선택함으로써 소정색의 형광체를 발광시켜 칼라화상을 구현하게 된다.

이러한 색선별수단으로 가장 널리 사용되고 있는 것은 제1도에 도시된 바와 같은 섀도우마스크(M)인바, 섀도우마스크(M)는 얇은 금속박판에 어퍼츄어(aperture) 또는 슬릿(slit) 형상으로 다수의 색선별구멍을 형성한 매우 취약한 구조이므로 일반적으로 프레임(F)에 결합되어 한 조립체를 형성하고, 프레임(F)은 홀더스프링(holder spring:H)을 통해 패널(panel:P)의 스커어트(skirt) 내주에 설치된 스터드핀(stud pin;S)에 결합된다.

전자총(G)에서 전자빔(B)이 발사되면 일부 전자임(B)만이 섀도우마스크(M)의 색선별구멍을 통과하여 화상표시에 사용되고, 나머지 대다수의 전자빔(B)은 섀도우마스크(M)에 충돌하여 열전자로 변환되며 이를 가열시키게 되므로 열팽창이 발생된다.

그런데 섀도우마스크(M)는 그 외주가 이보다 훨씬 큰 강성을 가지는 프레임(F)에 사변 고정에 가까운 지지조건으로 결합되어 있고 프레임(F)은 또한 열용량이 훨씬 커서 온도상승이 섀도우마스크(M)보다 늦어지게 된다.

이에 따라 브라운관의 작동초기에 즉시 가열되는 섀도우마스크(M)의 열팽창은 결국 제2도 (가)에 점선으로 도시한 바와 같이 섀도우마스크(M)가 큰 곡률이 되도록 불룩하게 면외(面外) 변형을 야기하게 된다.

이러한 섀도우마스크(M)의 면외 변형을 도밍(doming)현상이라 지칭하는 바, 도밍이 발생되면 색선별구멍의 위치가 변동되므로 전자빔(B)이 정확한 대응구멍을 통과하지 못하여 화질, 특히 색순도(color purity)가 크게 저하된다.

이러한 도밍을 보상하는 가장 일반적인 방법은 섀도우마스크(M)를 전체적으로 패널(P) 내부의 형광면(L)측으로 근접시키는 방법이다.

그 결과 패널(P)의 중앙부와 외측의 화질은 개선되나 중앙부 양측으로 상대적으로 색순도등 화질이 불량한 부분이 잔류하게 되는 바, 이를 일반적으로 색순도 열화부, 또는 펀이부(purity drift部; PD)로 호칭하고 있다.

이러한 보상방법외에도 도밍자체의 발생을 억제하는 수단으로 섀도우마스크(M)의 재질을 AK(Alluminium killed)강등 일반적인 재질대신, 열팽창율이 낮은 인바(Invar; 상품명)강등의 재질을 사용하는 방법도 널리 사용되고 있다.

그러나 인바강은 매우 고가일뿐아니라 그 자체가 스테인리스 재질의 일종이므로 성형성이 극히 불량하여 성형조건이 매우 까다롭고 주름이나 찢어짐등 불량률도 상당히 높은 문제가 있었다.

도밍 억제를 위한 또다른 방법으로서 섀도우마스크(M)의 배면에프리트(frit)를 도포하는 방법도 사용되고 있는 바, 프리트는 일종의 분말유리 현탁액으로 이를 도포하여 소성하면 섀도우마스크(M)의 내면에 유리질의 박막을 형성하여 섀도우마스크(M)의 열팽창을 억제하는 동시에 단열층의 역할로 입열량(入熱量)을 감소시켜 주게 된다.

그러나 프리트 도포방법 역시 도밍의 발생 정도를 억제해 줄 뿐이며 색순도열화부(PD)는 여전히 형성되고 있다.

이러한 문제의 해결을 위해 본 발명자는 색순도 열화부(PD)의 발생기구를 상세히 고찰한 결과, 이를 기하학적인 곡률의 문제로 결론짓게 되었다.

즉 제3도에 도시된 바와 같이 곡면 1(Sl)상의 형상을 가지던 섀도우마스크(M)가 열팽창에 의해 도밍을 일으켜 곡면 2(S2)의 형상을 가지게 되면 색선별구멍(01∼03)은 대응 전자빔(B)에 대해 일률적으로 외측으로 이동하게 된다.

이때 바이메탈등의 도밍 보상수단에 의해 섀도우마스크(M)를 패널(P)의 형광면(L)측으로 전진시키면 곡면 3(S3)상의 색선별구멍(01∼03)은 상대적으로 내측으로 이동하게 된다. 이때 중앙측과 주변측의 색선별구멍(01,03)은 전자빔(B)과 대략 일치하게 되나, 그사이의 색선별구멍(02)은 지나치게 내측으로 이동하여 전자빔(B)과의 상대위치가 어긋나고 이에 따라 패널(P)의 중앙부와 주변부 사이에 색순도열화부(PD)가 발생되는 것이다.

이러한 고찰에 기초하여 본 발명자는 섀도우마스크(M)의 색순도열화부(PD)가 국부적으로 더 큰 곡률을 가지도록 하면, 즉 국부적으로 더 큰 일팽창이 일어나도록 하면 색순도열화부(PD)의 발생이 방지되리라는 결론에 도달하였으며, 이러한 결론이 본 발명의 기본적 특징을 구성한다.

그런데 색순도열화부(PO)는 일반적으로 패널(P)의 중앙부로부터 주변부로 약 l/3 지점 주변에 발생되는 바, 이 부근을 근본적으로 더 큰 일팽창이 가능하도록 강성(剛性)을 감소시키는 방법으로는 국부적으로 두께를 감소시키는 방법을 생각할 수 있다.

그러나 0.2mm 정도의 매우 얇은 박판인 섀도우마스크(M)에 국부적으로 두께 차이를 형성해 주는 것은 제조상 매우 큰 어려움을 초래한다.

이에 따라 본 발명자는 섀도우마스크(M)에 프리트를 국부적으로 도포하여 색순도열화부(PD) 주변의 강성을 상대적으로 증가시키는 방법을 제안한다. 이러한 프리트의 도포형상은 색순도열화부(PD)를 제외하여 "누은 일(日)자"형으로 도포하는 방법을 우선적으로 생각할 수 있다. 이러한 방법은 그 자체로서 실시가능하지만 주변부의 도밍발생이 현저하지 않으며 프리트가 전체적인 도밍발생량을 효율적으로 억제할 수 있도록하기 위해서, 본 발명자는 더욱 바람직하기로 제4도에 도시된 바와 같은 "X"자형의 도포방식을 제안한다.

즉 제4도에서, 섀도우마스크(M)에는 프리트의 도포및 소결에 의해 양 대각선 방향으로 "X"자형태로 고강성대(高剛性帶;1)가 형성된다.

이러한 고강성대(1)는 이 부분에만 프리트를 도포하여 형성할 수도 있으나, 섀도우마스크(M)에 전면적으로 소정두께의 프리트층을 형성한 뒤 고강성대(1)에 더 큰 두께로 프리트층을 형성하는 방법으로 구현될 수도 있다.

이러한 고강성대(1)의 형성에 의해 섀도우마스크(M)는 열팽창시 제5도(가),(나)와 같이 거동하게 된다.

즉 섀도우마스크(M)는 열팽창시 전체적으로 고강성대(1)에 의해 억제된 소정크기의 도밍을 일으키게 되는데, 이때 상대적으로 강성이 작은 고강성대(1) 주위의 부분은 등고선(가) 또는 점선(나)으로 돌출 표시한 바와 같이 더 큰 곡률로 돌출하게 된다. 이를 편의상 곡률변화부(2)로 호칭하는 바, 그 발생위치는 대략 섀도우마스크(M)의 중앙부와 주변부의사이, 즉 색순도 열화부(PD)의 위치부근이 된다.

이에 따라 색순도열화부(PD)는 제6도와 같은 기구로 보상이 이루어진다.

즉 제3도와 같이 도밍보상이 이루어져 곡면 3(S3)상에 섀도우마스크(M)가 위치할때 중앙부와 주변부 사이의 부분이 곡률변화부(2)가 되므로 상대적으로 더 큰 곡률로 돌출하게 되고, 이에 따라 내측으로 편이되었던 중간부의 색선별구멍(02)이 외측으로 상대이동하여 전자빔(B)과 일치되게 된다. 그러므로 본 발명에 의하면 국부적인 곡률변화부(2)의 형성에 의해 중간부의 정합(alignment) 상태가 보상되어 패널(P)에서 색순도열화부(PD)가 발생되지 않게 된다.

이상에서 본 발명을 X자형으로 프리트를 도포하여 고강성대를 형성하는 특정한 실시예를 통해 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

즉 고강성대는 프리트를 "누은 일(日)자"형이나 장변 상하로 "1"자형으로 도포하여 형성할 수도 있으며, 프리트외에도 피아노선으로 통칭되는 고강도 강선(鋼線)을 인장설치시키는 방법으로 구성될 수도있다. 즉 강선을 장변 상하로 치거나 X자형으로 양 대각선 방향으로 치는 방법으로 고강성대를 구성할 수 있는 바, 이때 강선에 소정의 인장력을 도입해주면 그 자체가 도밍의 억제역할을 하는 동시에 본발명에서와 같은 국부적인 강성의 차이, 즉 변형의 차이를 줄수 있게된다.

이와 같이 본 발명은 칼라브라운관의 화질향상에 큰 효과가 있다.

제1도는 섀도우마스크의 구성과 기능을 보이는 칼라 브라운관의 단면도,

제2도 (가)는 도밍의 발생자 그 일반적인 보상방법을 보이는 개략단면도,

제2도 (나)는 도밍 보상후 최종적인 색순도 열화부의 발생을 보이는 패널의 정면도,

제3도는 색순도열화부의 발생기구를 도시한 섀도우마스크의 모식적단면도,

제4도는 본 발명에 의한 섀도우마스크의 구성을 보이는 정면도,

제5도는 본 발명 섀도우마스크의 열팽창시 거동을 보이는 도면으로 (가)는 정면도, (나)는 단면도,

제6도는 본 발명에 의한 색순도 열화부의 보상기구를 도시한 섀도우마스크의 모식적 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 *

M: 섀도우마스크(shadow mask)

01∼03: 색선별구멍(color selecting means)

1: 고강성대(高剛性帶)

2: 곡률변화부

Claims (7)

1. 칼라 브라운관의 색선별수단이 되는 섀도우마스크에 있어서, 그 중앙부와 주변부 사이의 중간부의 강성이 상대적으로 작아 더 큰 변형을 일으키는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 섀도우마스크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 중간부를 제외한 부분에 상대적으로 강성이 큰 고강성대를 형성하는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 섀도우마스크.
3. 제2항에 있어서,

   상기 고강성대가 프리트층의 부분적 형성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 섀도우마스크.
4. 제3항에 있어서,

   상기 고강성대가 상기 프리트층을 "누은 일(日)자"형으로 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 섀도우마스크.
5. 제2항에 있어서,

   상기 고강성대가 강선의 설치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 섀도우마스크.
6. 제3항 또는 제5항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 고강성대가 장변의 중앙에 상하방향으로 "1"자 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 섀도우마스크.
7. 제3항 또는 제5항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 고강성대가 양 대각선 방향으로 "X"자형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라브라운관의 섀도우마스크.