KR100379875B1 - 개선된 섀도우 마스크-프레임 어셈블리 지지체를 구비한 컬러 수상관 - Google Patents

Abstract

컬러 수상관은 두 개의 거의 평행한 장변(22, 24), 두 개의 거의 평행한 단변(26, 28) 및 네 개의 코너를 갖는 직사각형의 페이스플레이트 패널(rectangluar faceplate panel)(12)을 갖는 배기된 엔벨로프(10)를 포함한다. 상기 패널은 페이스플레이트(18)와 주변 측벽(20)을 포함하고, 또한 패널의 네 개의 코너에 배치된 스프링에 의해서 패널에 장착되는 섀도우 마스크-프레임 어셈블리(38)를 포함한다. 스프링은 네 개의 코너에서 상기 주변 측벽 상에 배치된 스터드(34)와 맞물리는 개구를 갖고 있다. 패널(12)은 패널의 거의 평행한 변 중 적어도 한 쌍의 변(22, 24) 중심 부근에 위치하도록 위 주변 측벽(20) 상에 설치되는 추가적인 스터드(54, 56)를 포함한다. 브래킷(50, 52)은 위 추가적인 스터드의 위치와 맞게 배치되도록 섀도우 마스크-프레임 어셈블리의 마주보는 한 쌍의 변 위에 설치된다. 브래킷은 슬롯(59)을 포함한다. 슬롯은 페이스플레이트를 향하고 있는 변 위에서 개방되어 있다. 추가적인 스터드는 슬롯 내에 배치된다.

Description

개선된 섀도우 마스크-프레임 어셈블리 지지체를 구비한 컬러 수상관{COLOR PICTURE TUBE HAVING IMPROVED SHADOW MASK-FRAME ASSEMBLY SUPPORT}

본 발명은 음극 발광 스크린에 매달려 있는 주변 프레임에 부착된 섀도우 마스크를 갖는 컬러 수상관에 관한 것이고, 더 구체적으로는 향상된 충격 처리 능력을 제공하는 수상관의 마스크-프레임 어셈블리 지지 시스템에 관한 것이다.

대부분의 컬러 수상관에서, 섀도우 마스크를 지지하는 주변 프레임은, 프레임에 직접 용접되거나 프레임에 용접되어 있는 플레이트에 용접된 스프링에 의해서 페이스플레이트 패널에 매달려 있다. 대형 컬러 수상관에 있어서 직사각형의 페이스플레이트 패널 안에 마스크-프레임 어셈블리를 지지하기 위하여 네 개의 스프링을 사용하는 것이 일반적이다. 최근에는 패널에서 섀도우 마스크 어셈블리의 꼬임(twisting)과 이동(shifting)을 최소화하기 위하여, 프레임의 4 개의 코너에 스프링을 배치하는 경우가 많다. 각 스프링에 있는 개구가 유리 패널의 내부 코너에 매설되어 있는 금속 스터드(stud)와 맞물리게 된다. 이러한 코너 지지체를 구현하는 실시예가 1998년 2월 2일 Sone 등에게 허여된 미국 특허 제 4,723,088호에 개시되어 있다. 이 미국 특허에서는 각 코너에 있는 지지부의 선단부가 절단된 코너를 지니는 마스크 프레임에 대하여 개시하고 있다. 종래 기술에 따르면 마스크-프레임 어셈블리 지지부는, 그 일단부가 프레임에 용접되고, 타단부가 개구를 지니는 굴곡된 금속판이다. 상기 개구는, 패널 측벽에 매설된 금속 스터드와 맞물려 있다. 상기 Sone 등의 미국 특허는, 서로 용접된 두 개의 부재로부터 각 지지부를 형성하는 기술에 대하여 개시하고 있다. 평판 형상을 지니는 제1 부재는, 떨어져 있는 몇개의 지점에서 마스크 프레임에 용접된다. 제2 부재는, 일단부가 상기 제1 부재에 용접되고, 타단부가 패널 측벽의 지지 스터드와 맞물려 있는 개구를 포함한다.

컬러 수상관 섀도우 마스크를 지지하기 위하여 코너 지지 시스템을 사용하는 것은, 축상 지지 시스템(on-axis support system)을 사용하는 것 보다 많은 잇점을 제공한다. 그러나, 코너 지지 시스템은 충격 부하에 대한 내성이 비대칭적이라고 하는 바람직하지 못한 특징을 가지고 있다. 코너 지지 시스템을 사용하는 수상관은, 통상적으로 수직 방향(Y)의 충격 부하에 비해, 수평 방향(X)의 충격 부하를 이겨내고 섀도우 마스크를 원래 위치로부터 허용 가능한 거리의 범위 내에서 되돌아가게 하는 능력이 떨어진다.

충격 처리 능력의 척도는, 수상관 어셈블리를 X 방향으로 가속시키는 것에 의하여 발생하는 마스크 지지 시스템의 영구적인 변형이다. 이러한 변형은, 일반적으로 마스크 개구의 공칭 위치에 대한 중심 오차(misalignment)를 발생시키고, 이것은 다음으로 전자 빔의 도달에 위치적으로 오차를 발생시킨다. 이러한 도달 오차(mislanding)는 일반적으로 위치 오차(misregistration)라고 하고, 동작 중의 수상관에서 위치 오차에 의한 백색계 불균일성 및 색순도 오차가 발생한다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 알려져 있는 바와 같이, 연속 라인 스크린 수상관은, 이러한 기본적인 동작 원리에 의해 Y 방향의 위치 오차에 대해서는 대단히 큰 내성이 있지만, X 방향의 위치 오차에 대해서는 대단히 내성이 작다.

코너 지지 시스템 스프링은 통상적으로 섀도우 마스크 프레임에 장착되어 있기 때문에 방사 방향으로는 유연성이 있으나, 접선 방향에 대해서는 통상적으로 강성이 매우 크다. 이러한 스프링은 통상 마스크의 대각선 코너에 장착되어 있다. 예컨대, 4 ×3 또는 16 ×9(X 대 Y)의 종횡비를 지니는 수상관에서, 마스크 대각선이 X 축 및 Y 축에 대해서 45°가 아니기 때문에, 결과적으로 X 방향 및 Y 방향에서 시스템의 강성은 동일하지 않다.

종횡비가 4 ×3인 수상관에서, 대각선 상의 코너의 스프링을 연결하는 선은 수평(X) 축에 대해서 36.87°의 각도를 이루고 있다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 수평(X) 방향의 충격 처리 능력이 수직(Y) 방향의 충격 처리 능력의 약 75 %(tan36.87°)가 될 것이라는 것을 예상할 수 있을 것이다. 종횡비가 16 ×9인 수상관에 대해서는, X 방향과 Y 방향에서의 충격 처리 능력의 차이가 더 커진다는 것을 예상할 수 있다. 종횡비가 16 ×9인 수상관에서 스프링의 대각선 각도는 통상 29.00°이다. 이러한 각도로부터 X 방향 충격 처리 능력이 Y 방향의 충격 처리 능력의 약 55 %(tan29.00°)가 된다는 것을 말해 준다. 이러한 종횡비가 16 ×9인 수상관의 충격 처리 능력은 많은 적용예에 있어서 허용되지 않는다고 알려져 있다. 따라서, 본 발명은 종횡비가 16 ×9인 수상관의 부적절한 충격 처리 능력을 해결하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따른 컬러 수상관은 두 개의 거의 평행한 장변과 두 개의 거의 평행한 단변 및 네 개의 코너를 갖는 직사각형의 페이스플레이트 패널을 가지는 배기된 엔벨로프(envelope)를 포함한다. 상기 패널은 페이스플레이트와 주변 측벽을 포함한다. 패널은 이 패널의 네 개의 코너에 배치된 스프링에 의해서 이 패널에 장착되어 있는 섀도우 마스크-프레임 어셈블리를 포함한다. 스프링은 네 개의 코너에서 주변 측벽에 배치된 스터드와 맞물리는 개구를 가지고 있다. 패널은 이 패널의 거의 평행한 적어도 한 쌍의 변의 중심 부근의 위치와 맞도록 주변 측벽에 설치되는 추가적인 스터드를 포함한다. 브래킷은 위 추가적인 스터드의 위치와 맞도록 섀도우 마스크-프레임 어셈블리의 한 쌍의 변 위에 설치된다. 브래킷은 슬롯을 포함한다. 이러한 슬롯은 페이스플레이트을 향하고 있는 변 위에서 개방되어 있다. 추가적인 스터드는 슬롯 내에 위치하게 된다.

도 1은 본 발명을 구현한 컬러 수상관을 축방향으로 절단한 측면도.

도 2는 도 1의 수상관의 페이스플레이트 패널 내에 장착된 섀도우 마스크-프레임 어셈블리의 평면도.

도 3은 프레임에 부착된 운동 정지(arresting) 브래킷의 사시도.

도 4는 지지 스터드와 결합한 도 3의 운동 정지 브래킷의 사시도.

도 5는 프레임에 부착된 다른 운동 정지 브래킷의 사시도.

도 6은 프레임에 부착된 제3 운동 정지 브래킷의 사시도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

8: 컬러 수상관

10: 엔벨로프

12: 페이스플레이트 패널

18: 페이스플레이트

20: 주변 플랜지

22, 24: 장변26, 28: 단변

34, 54, 56: 스터드

38: 마스크-프레임 어셈블리

42: 스프링

50, 52, 61, 64: 브래킷

59, 62, 66: 슬롯

도 1은 직사각형의 페이스플레이트 패널(12)와 직사각형의 퍼넬(16)에 의해 연결된 관 형상의 네크(14)을 포함하는 유리 엔벨로프(10)를 지니는 직사각형의 컬러 수상관(8)을 도시한다. 상기 패널(12)은 뷰잉 페이스플레이트(18)와, 퍼넬(16)에 봉입되어 있는 주변 플랜지 또는 측벽(20)을 포함하고 있다. 페이스플레이트 패널(12)은 도 2에 도시하는 바와 같이 2개의 직교하는 축, 즉 장축인 X 축과 단축인 Y 축을 가지고 있다. 장축인 X 축은 패널(12)의 두 개의 거의 평행한(통상적으로는 수평한) 장변(22, 24)에 평행하고, 단축인 Y 축은 패널(12)의 두 개의 거의 평행한(통상적으로는 수직한) 단변(26, 28)에 평행하다. 상기 장축 및 단축은 네크(14)의 중심과 패널(12)의 중심을 통과하는 수상관의 중앙 길이 방향축인 Z 축에 대하여 수직이다. 모자이크 3 색 형광 스크린(30)은 페이스플레이트(18)의 내측 표면에 의해서 지지되고 있다. 스크린(30)은 바람직하게는 단축인 Y 축까지 거의 평행하게 연장하는 형광 라인을 갖는 라인 스크린이다. 스크린은 라인 스크린이 아니라 도트 스크린이 될 수도 있다. 다공 컬러 선택 전극, 즉 섀도우 마스크(32)는 패널(12) 내에서 착탈 가능하게 장착된다. 섀도우 마스크(32)는 주변 프레임(40)도 포함하고 있는 마스크-프레임 어셈블리(38)의 일부이다. 또한, 마스크-프레임 어셈블리(38)는 스크린(30)에 대하여 소정의 간격으로 패널(12)의 네 개의 코너에 매설된 네 개의 지지 스터드(34)와 맞물려 있는 네 개의 스프링(42)를 포함한다. 전자총(36)은 마스크(32)를 통과하여 스크린에 집속(convergence)하는 경로를 따라 3 개의 전자 빔을 발생하여 진행시킬 수 있도록 네크(14) 안쪽의 중심에 장착된다. 자기 편향 요크(41)은 수상관의 네크-퍼넬 접합부에 부착되어 있다.

본 발명은 수상관(8)의 장축인 X 축을 따라 충격으로 인하여 발생하는 마스크-프레임 어셈블리(38)의 운동을 정지시키는 수단을 설치하기 위해서 두 개의 브래킷(50, 52)을 마스크-프레임 어셈블리(38)에 추가하고, 두 개의 추가적인 스터드 (54, 56)을 패널(12)에 추가함으로써 특히, 16 ×9 형 수상관의 충격 처리 능력을 개선한다. 각 브래킷(50, 52)은 U 자형이고, 단일한 금속판으로 형성되어 있다. 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, U 자형 브래킷을 구성하는 하나의 다리부(57)는 프레임(40)에 부착되어 있고, 다른 다리부(58)는 브래킷의 U 자형의 바닥부(60)를 통하여 개방되어 있는 슬롯(59)를 포함한다. 슬롯(59)에 개구가 있기 때문에, 브래킷 (50, 52)은 이들 브래킷을 누르기 위한 별도의 장치를 설치할 필요 없이 각각의 스터드(54, 56)가 삽입되게 할 수 있다. 따라서 네 개의 코너 스프링(42)을 단지 누르기만 해도 마스크-프레임 어셈블리(38)를 패널(12)에 삽입 또는 분리할 수 있다. 추가적인 X 방향의 충격 하중 내성은, 섀도우 마스크-프레임 어셈블리가 X 방향으로 편향하기 시작할 때 추가적인 스터드가 상기 브래킷 슬롯의 측면과 맞물리게 될 때 달성된다.

코너 지지 스프링(42)에 의해 결정된 패널(12) 내에서의 섀도우 마스크(32)의 위치를 바꾸지 않기 위해서 섀도우 마스크를 패널에 설치한 후, 브래킷(50, 52)을 프레임(40)에 용접한다. 브래킷(50, 52)에 대해서는 스터드(54, 56)와 브래킷 슬롯(59) 사이에 약 0.127 ㎜(0.005 인치)의 작은 공차가 있는 것이 바람직하다. 본 명세서에 개시된 바와 같이 브래킷 내에 개구가 있는 슬롯을 사용하면, 섀도우 마스크의 삽입 또는 분리시 간섭이 방지되고, 브래킷은 수상관 제조에 사용되는 기타 다른 처리 장치와 간섭하지 않는다.

사용되는 브래킷의 형상은 바람직한 제1 실시예에 개시되어 있는 구성과 어느 정도 다를 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 브래킷(61)은 J 자형이고, 도 6에서 다른 브래킷(64)은 다소 꼬여진 J 자형이다. 이들 브래킷(61, 64)은 모두 슬롯(62, 66)을 각각 가지고 있다. 이들 슬롯(62, 66)은 페이스플레이트(18)을 향하여 개방되어 있어서 브래킷을 누를 필요 없이 마스크-프레임의 삽입 또는 분리가 가능하다. 이들 슬롯은 일반적으로 Y 자형이고, 여기에서 슬롯의 상부 경사진 부분이 하는 역할은 마스크가 삽입되는 동안, 브래킷이 스터드를 포착할 수 있게 하는 것이다. Y 자형의 최하단 부분은 브래킷을 프레임에 설치할 때, 슬롯의 중심을 스터드의 중심과 정확하게 맞출 수 있도록 V자형으로 구성한다. 일단 슬롯의 중심이 맞춰지면, 스터드가 슬롯의 2개의 평행한 변 사이에서 중심이 맞추어지고 스터드와 슬롯의 변 사이에 약간 공차가 생기도록 브래킷이 후퇴된다. 브래킷은 이와 같이 후퇴된 후에 프레임에 용접된다.

16 ×9의 종횡비를 갖고 대각선이 97 ㎝(38 inch)인 2 가지 수상관에 대하여 충격 처리 능력을 시험하였다. 제1 수상관은 네 개의 코너 스프링은 가지나 브래킷이 없는 것으로 구성하였다. 제2 수상관은 네 개의 코너 스프링 외에 두 개의 추가적인 브래킷을 지니는 것으로 구성하였다. 그 결과, 제1 수상관은 25 G까지의 X 방향 충격 밖에 견디지 못하여 X 방향 충격 처리 능력이 낮다는 것을 보여준 반면, 두 개의 브래킷을 갖는 제2 수상관은 35 G에 이르는 충격 수준까지 충분한 X 방향 충격 처리 능력을 보여주었다.

본 발명은 수직 위치 오차 보다 수평 위치 오차에 더 민감한 라인 스크린을 가진 수상관에 대해서 설명하고 있지만, 본 발명은 수직 방향 및 수평 방향 모두에서 위치 오차에 민감한 도트 스크린을 갖는 수상관에도 또한 적용될 수 있음을 이해하여야 한다. 그러나, 도트 스크린의 경우, 수직 방향의 충격 처리 능력도 개선하기 위하여 패널의 단변의 중앙에 2 개의 추가적인 브래킷을 설치할 수도 있을 것이다.

본 발명으로 수상관의 불충분한 충격 처리 능력의 해결되며, 특히 종횡비가 16 ×9인 수상관의 수평 방향의 충격 처리 능력이 향상된다.

Claims (6)

1. 두 개의 거의 평행한 장변(22, 24), 두 개의 거의 평행한 단변(26, 28) 및 네 개의 코너를 갖는 직사각형의 페이스플레이트 패널(12)을 지니는 진공 엔벨로 프(10)를 포함하는 컬러 수상관으로서, 상기 패널은 페이스플레이트(18)와 주변 측벽(20)을 포함하고, 상기 패널은 상기 패널의 네 개의 코너에 위치한 스프링(42)에 의해서 상기 패널 내에 장착된 섀도우 마스크-프레임 어셈블리(38)를 추가로 포함하고, 상기 스프링은 상기 네 개의 코너에서 상기 주변 측벽 상에 위치한 스터드(34)와 맞물리는 개구를 갖는 컬러 수상관(8)에 있어서,

   상기 패널(12)은 적어도 한쌍의 상기 거의 평행한 변(22, 24)의 중심 부근에 위치하도록 상기 주변 측벽(20) 상에 설치된 추가적인 스터드(54, 56)를 포함하고, 상기 컬러 수상관은, 상기 추가적인 스터드가 위치한 지점에 배치되도록 상기 섀도우 마스크-프레임 어셈블리(38)의 마주보는 한 쌍의 변 위에 설치된 브래킷(50, 52, 61, 64)을 포함하고, 상기 브래킷은 상기 브래킷 내에 슬롯(59, 62, 66)을 포함하고, 상기 슬롯은 상기 페이스플레이트(18)을 향하는 변 위에서 개방되어 있으며, 상기 추가적인 스터드는 상기 슬롯 내에 위치하게 되는 컬러 수상관(8).
2. 제1항에 있어서, 상기 패널(12)은 상기 장변(22, 24)의 중심 부근에 위치하도록 상기 주변 측벽(20) 상에 설치된 두 개의 추가적인 스터드(54, 56)를 포함하고, 두 개의 브래킷(50, 52, 61, 64)이 상기 두 개의 추가적인 스터드가 위치한 지점에 배치되도록 상기 섀도우 마스크-프레임 어셈블리(38)의 마주보는 한 쌍의 장변 위에 설치되는 컬러 수상관(8).
3. 제2항에 있어서, 상기 두 개의 추가적인 스터드(54, 56)와 상기 슬롯(59, 62, 66) 사이에 작은 공차가 있는 컬러 수상관(8).
4. 제2항에 있어서, 상기 패널(12)은 라인 스크린(30)을 포함하는 컬러 수상관(8).
5. 제2항에 있어서, 상기 패널(12)은 종횡비가 대략 16 ×9인 컬러 수상관(8).
6. 제2항에 있어서, 상기 각 슬롯(62, 66)은 대략 Y 자형이고, 이 Y 자형의 하부는 V 자형인 컬러 수상관(8).