KR100418034B1 - 칼라음극선관용 마스크 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라음극선관용 마스크 구조체에 관한 것이다.

본 발명은, 새도우마스크를 지지하는 메인프레임과 상기 메인프레임을 지지하는 서브 프레임으로 구성된 프레임을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 마스크가 용접되는 상기 메인프레임은 고온 항복강도의 72%이하, 상온 항복강도의 65%이하이며, 상기 새도우마스크의 두께를 t, 상기 메인프레임의 두께를 T, 상기 메인프레임의 폭을 W, 상기 메인프레임의 높이를 H라 할 때, 다음 식, T/t ≥ 45, W/t ≥ 270, H/t ≥ 270을 만족하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 마스크의 두께에 대한 메임프레임의 두께, 폭, 높이의 비를 조정하여, 고온 열 공정에서 메인프레임이 크리프(Creep)에 의해 변형되는 것을 방지하여 마스크의 장력저하현상을 감소시키는 효과가 있다.

Description

칼라음극선관용 마스크 구조체{ Mask Assembly for CRT}

본 발명은 칼라음극선관용 마스크 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 새도우마스크의 두께에 대한 메인프레임의 두께, 폭, 높이의 비를 조정하여, 고온 열 공정 시, 새도우마스크의 장력을 발생시키는 메인프레임이 크리프에 의해 변형되는 것을 방지하여 새도우마스크의 장력저하현상을 감소시키기 위한 칼라음극선관용 마스크 구조체에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 칼라음극선관의 개략적 구성을 나타내는 도로서, 패널(1)이라는 전면 유리와 펀넬(2)이라는 후면유리가 결합되고, 패널(1)의 내면은 소정의 발광역할을 하는 형광면과 이 형광면을 발광시키는 전자빔(6)의 근원인 전자총과 소정의 형광체를 발광시키도록 색을 선별해 주는 섀도우마스크(3), 이 섀도우마스크(3)를 지지하는 메인프레임(7)으로 구성된다.

상기 섀도우마스크(3)가 장착된 메인프레임(7)을 패널에 결합되도록 해주는스프링(8)과 음극선관이 동작 중 외부 지자기에 영향을 적게 받도록 차폐 역할을 해주는 인너쉴드(9)가 메인프레임(7)에 고정된 상태로 고진공으로 밀폐되어 있다.

도 1에 개시한 칼라음극선관의 동작 원리를 설명하면 다음과 같다. 펀넬(2)의 네크에 내장된 전자총에서 전자빔(6)이 음극선관에 인가된 양극전압에 의해서 패널(1) 내면에 형성되어 있는 형광면을 타격하게 되는데, 이 때 이 전자빔은 형광면에 도달하기 전 편향요크(5)에 의해서 상하, 좌우로 편향되어 화면을 이루게 된다.

이러한 음극선관은 고 진공으로 되어 있기 때문에 외부의 충격에 쉽게 폭죽이 일어날 수 있으므로 이것을 방지하기 위해서 패널(1)이 대기압에 견딜 수 있는 구조 강도를 갖도록 설계한다. 또한, 패널(1)의 스커트(Skirt) 외면에 보강밴드(11)를 장착하여 고진공 상태의 음극선관이 받는 응력을 분산, 내충격 성능을 확보하고 있다.

그리고 상기 섀도우마스크와, 이 섀도우마스크(3)를 지지하는 메인프레임(7)이 용접될 때, 새도우마스크와(3) 메인프레임(7)은 변형에 의해 평행상태가 되고, 메인프레임이 새도우마스크(3)에 장력을 발생시킨 상태가 되며, 상기 새도우마스크(3)의 장력을 발생시키는 메인프레임(7)은 재료의 항복강도 이하로 설계가 되어야 강도상의 문제가 없다.

그러나, 상기 새도우마스크(3)에 장력을 발생시키는 메인프레임(7)에 작용되는 응력이 재료의 항복강도 이하로 설계되면 강도 측면에서는 문제가 없으나, 고온의 열 공정 시, 크리프에 의한 변형을 고려했을 때는 새도우마스크(3)의 장력저하현상의 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 새도우마스크 두께에 대한 메인프레임의 두께, 폭, 높이에 대한 비를 조정함으로서, 고온의 열 공정에서 메인프레임이 크리프에 의한 변형에 의해 새도우마스크의 장력이 감소되는 것을 방지하는 칼라음극선관의 마스크 구조체를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 칼라브라운관의 단면도.

도 2a 및 2c는 메인프레임에 새도우마스크가 설치되는 과정.

도 3은 도 2c를 등가 모델로 나타낸 도면.

도 4는 메인프레임에 새도우마스크가 용접된 상태의 단면도.

도 5는 메인 프레임의 응력에 대한 크리프(Creep)테스트 결과를 나타낸 그래프.

도 6은 새도우마스크 두께와 메인프레임 두께에 대한 메인프레임의 응력을 종래 기술과 본 발명을 비교하여 나타낸 그래프.

도 7은 새도우마스크 두께와 메인 프레임 폭에 대한 메인프레임 응력을 종래 기술과 본 발명을 비교하여 나타낸 그래프.

도 8은 새도우마스크 두께에 대한 메인 프레임 높이에 대한 메인프레임 응력을 종래 기술과 본 발명을 비교하여 나타낸 그래프.

도 9는 고온 열 공정 후 종래 기술과 본 발명의 새도우마스크 주파수 감소량을 비교하여 나타낸 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 패널 2: 펀넬

3: 섀도우마스크 5: 편향장치

7: 메인프레임 9: 인너쉴드

15:서브프레임 16: 전자총

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 해결수단은, 내측 면에 형광면이 설치된 패널과 상기 패널의 후방에 프릿글라스를 이용하여 융착되는 펀넬과 상기 패널의 내측면에 결합되어 전자빔의 색선별 기능을 하도록 전자빔 통과홀이 무수히 뚫린 새도우마스크 및 상기 새도우마스크를 패널에 지지시키며 새도우마스크와 용접되는 메인프레임과 상기 메인프레임을 지지하는 서브 프레임으로 구성된 프레임을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 새도우마스크의 두께를 t라하고, 상기 메인프레임의 새도우마스크와 용접되는 부분의 두께를 T라 할 때, 다음 식, T/t ≥ 45 을 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 기술적 해결 수단은, 내측 면에 형광면이 설치된 패널과 상기 패널의 후방에 프릿글라스를 이용하여 융착되는 펀넬과 상기 패널의 내측면에결합되어 전자빔의 색선별 기능을 하도록 전자빔 통과홀이 무수히 뚫린 새도우마스크 및 상기 새도우마스크를 패널에 지지시키며 새도우마스크와 용접되는 메인프레임과 상기 메인프레임을 지지하는 서브 프레임으로 구성된 프레임을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 새도우마스크의 두께를 t이고, 상기 메인프레임의 서브프레임과 부착되는 부분의 폭을 W라 할 때, 다음 식, W/t ≥ 270 을 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 기술적 해결 수단은, 내측 면에 형광면이 설치된 패널과 상기 패널의 후방에 프릿글라스를 이용하여 융착되는 펀넬과 상기 패널의 내측면에 결합되어 전자빔의 색선별 기능을 하도록 전자빔 통과홀이 무수히 뚫린 새도우마스크 및 상기 새도우마스크를 패널에 지지시키며 새도우마스크와 용접되는 메인프레임과 상기 메인프레임을 지지하는 서브 프레임으로 구성된 프레임을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 새도우마스크의 두께를 t라하고, 상기 새도우마스크로 부터 서브프레임까지의 메인프레임의 길이를 높이 H라 할 때, 다음 식, H/t ≥ 270 을 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 기술적 해결 수단은, 내측 면에 형광면이 설치된 패널과 상기 패널의 후방에 프릿글라스를 이용하여 융착되는 펀넬과 상기 패널의 내측면에 결합되어 전자빔의 색선별 기능을 하도록 전자빔 통과홀이 무수히 뚫린 새도우마스크 및 상기 새도우마스크를 패널에 지지시키며 새도우마스크와 용접되는 메인프레임과 상기 메인프레임을 지지하는 서브 프레임으로 구성된 프레임을 포함하는 음극선관에 있어서, 상기 새도우마스크가 용접되는 상기 메인프레임은 고온 항복강도의72%이하, 상온 항복강도의 65%이하인 것을 특징을 한다.

이하에서는 상기의 목적을 달성하는 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 메인프레임(7)에 새도우마스크(3)가 설치되는 과정을 도시 한 것으로, 도 2a는 새도우마스크(3)의 곡률을 설계치수대로 유지할 수 있도록 메인프레임(7)의 압축공정을 도시한 것이고, 도 2b는 메인프레임(7)의 압축공정 후, 메인프레임(7)에 새도우마스크(3)가 용접된 것을 도시한 것이다.

도 2c에서, 메인프레임(7)에 압축하중이 제거된 상태는 새도우마스크(3)와 메인프레임(7)의 변형에 의해 평행상태를 이루며, 메인프레임(7)이 새도우마스크(3)의 장력을 발생시킨 상태가 된다.

그리고, 도 3은 메인프레임(7)이 새도우마스크(3)의 장력을 발생시킨 상태를 도시한 도 2c를 등가모델로 나타낸 것으로, K_M은 새도우마스크(3)의 강성을, K_F는 메인프레임(7)의 강성을 나타내고, δ_M은새도우마스크(3)의 변형을, δ_F은 메인프레임(7)의 변형을 나타내며, 상기 새도우마스크의 변형(δ_M)과 메인프레임의 변형(δ_F)에 의해 메인프레임(7)과 새도우마스크(3)가 평형 위치 상태임 나타내고 있다.

또한, 새도우마스크(3)에 작용되는 장력은 새도우마스크의 변형(δ_M)에 의해 결정되는데, 새도우마스크의 변형(δ_M)이 크면 새도우마스크(3)에 작용되는 장력은크게 되고, 새도우마스크의 변형(δ_M)이 작으면 새도우마스크(3)에 작용되는 장력이 감소된다.

즉, 고온 열 공정 시, 메인프레임(7)의 강성(K_F)이 감소하여 새도우마스크(3)를 당기는 힘이 감소하게 되면 새도우마스크의 변형(δ_M)이 줄게 되어 새도우마스크(3)의 장력 감소 현상이 발생되므로 새도우마스크(3)의 장력은 새도우마스크의 강성(K_M)과 메인프레임의 강성(K_F)에 의해 결정된다.

도 4는 메인프레임(7)에 새도우마스크(3)가 용접된 상태의 단면도를 도시한 것으로, 상기 새도우마스크(3)의 강성(K_M)은 새도우마스크의 두께(t)와 관련되고, 상기 메인프레임(7)의 강성(K_F)은 메인프레임(7)의 두께(T), 폭(W), 높이(W)와 관련된다.

결국, 새도우마스크(3)의 두께(t)와 메인프레임(7)의 두께(T), 폭(W), 높이(W)에 의해 새도우마스크(3)의 장력이 결정된다.

도 5는, 메인프레임(7)의 응력에 대한 크리프 테스트(440^o, 160min)의 결과를 나타낸 그래프로서, 메인프레임(7)이 72%이하의 응력에서는 변형이 크지 않으나, 72%이상에서 응력이 작용되었을 때는 크리프에 의한 변형이 현저히 증가함을 알 수 있다.

도 6은, 새도우마스크(3)의 두께(t)와 메인프레임의 두께(T)에 대한 메인프레임(7)의 응력을 종래 기술과 본 발명을 비교하여 나타낸 그래프로서, 종래에는새도우마스크의 두께(t)에 대한 메인프레임(7)의 두께(T)비가 45이하인데, 이때, 메인프레임(7)에 작용되는 응력은 상온의 항복강도와 비교하였을 때 62%수준이고, 고온의 항복강도와 비교하였을 때는 76% 수준이다.

그러나, 본 발명은 새도우마스크 두께(t)에 대한 메인프레임 두께(T)비를 45이상으로 조정하여 변형에 따른 응력이 72%이하가 되게 하여 크리프에 의한 변형을 감소시킨다.

도 7은, 새도우마스크의 두께(t)와 메인프레임의 폭(W)에 대한 메인프레임(7)의 응력을 종래 기술과 본 발명을 비교하여 나타낸 그래프로서, 종래에는 새도우마스크 두께(t)에 대한 메인프레임의 폭(W)의 비가 270이하이었는데, 이때 메인프레임(7)에 작용되는 응력을 상온의 항복강도와 비교하였을 때 65%수준이고, 고온의 항복강도와 비교하였을 때는 72% 수준이다.

그러나, 본 발명은 새도우마스크 두께(t)에 대한 메인프레임 폭(W)의 비를 270이상으로 조정하여 변형에 따른 응력이 72%이하가 되게 하여 크리프에 의한 변형을 감소시킨다.

도 8에서는, 새도우마스크의 두께(t)와 메인프레임의 높이(H)에 대한 메인프레임(7)의 응력을 종래 기술과 본 발명을 비교하여 나타낸 그래프로서, 종래에는 마스크 두께(t)에 대한 메인프레임의 높이(H)의 비가 270이하이었으며, 이때 메인프레임(7)에 작용되는 응력을 상온의 항복강도와 비교하였을 때 58%수준이고, 고온의 항복강도와 비교하였을 때는 72% 수준이다.

그러나, 본 발명은 새도우마스크 두께(t)에 대한 메인프레임 높이(H)의 비를270이상으로 조정하여 변화에 따른 응력이 72%이하가 되게 하는 것을 나타내고 있다.

결국, 상기 도 6, 도7, 도8에서 할 수 있는 결과는, 상기 도 5의 크리프 테스트 결과, 종래 기술에서 응력이 72%이상 작용되었을 때, 메인프레임(7)의 변형이 현저히 증가함을 보이고, 상기 상온의 항복강도는 강도에 있어서는 문제가 발생되지 않았지만 고온의 항복 강도 측면에서는 크리프에 의한 변형이 증가된다. 그러나, 본 발명에서, 응력이 72%이하로 작용될 때는 고온의 항복강도 측면에서도 크리프에 의한 변형이 감소됨을 보인다.

그리고, 새도우마스크의 장력측정을 위해 새도우마스크의 각 위치별 주파수량을 종래 기술과 본 발명을 비교한 도 9의 그래프에서는, 열 공정 후 측정된 새도우마스크(3)의 주파수가 새도우마스크의 중심 위치에서 5%, 가장자리 위치에서 30%가 감소되었고, 본 발명에서는 새도우마스크의 주파수가 새도우마스크 중심 위치에서 3%, 가장자리의 위치에서 18%가 감소되는 차이를 보인다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 새도우마스크의 두께(t)에 대한 메인프레임의 두께(T), 폭(W), 높이(H)의 비를 조정하여, 고온의 열 공정에서 메인프레임의 변형을 방지하여 새도우마스크의 장력저하현상을 감소시키므로서, 새도우마스크의 장력저하 시, 발생되는 새도우마스크의 진동으로 화면떨림(하울링:Howling)현상을 발생시켜 화질저하를 야기 시킬 수 있는 문제를 방지 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 내측 면에 형광면이 설치된 패널과 상기 패널의 후방에 프릿글라스를 이용하여 융착되는 펀넬과 상기 패널의 내측면에 결합되어 전자빔의 색선별 기능을 하도록 전자빔 통과홀이 무수히 뚫린 새도우 마스크 및 상기 새도우마스크를 지지하는 메인프레임과 상기 메인프레임을 지지하는 서브프레임으로 구성된 프레임을 포함하는 칼라음극선관에 있어서,

   상기 새도우마스크의 두께를 t라하고, 상기 메인프레임의 새도우마스크와 용접되는 부분의 두께를 T라 할 때, 다음 식, T/t ≥ 45 을 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 마스크 구조체.
2. 내측 면에 형광면이 설치된 패널과 상기 패널의 후방에 프릿글라스를 이용하여 융착되는 펀넬과 상기 패널의 내측면에 결합되어 전자빔의 색선별 기능을 하도록 전자빔 통과홀이 무수히 뚫린 새도우마스크 및 상기 새도우마스크를 지지하는 메인프레임과 상기 메인프레임을 지지하는 서브 프레임으로 구성된 프레임을 포함하는 칼라음극선관에 있어서,

   상기 새도우마스크의 두께를 t이고, 상기 메인프레임의 서브프레임과 부착되는 부분의 폭을 W라 할 때, 다음 식, W/t ≥ 270 을 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 마스크 구조체.
3. 내측 면에 형광면이 설치된 패널과 상기 패널의 후방에 프릿글라스를 이용하여 융착되는 펀넬과 상기 패널의 내측면에 결합되어 전자빔의 색선별 기능을 하도록 전자빔 통과홀이 무수히 뚫린 새도우마스크 및 상기 새도우마스크를 지지하는 메인프레임과 상기 메인프레임을 지지하는 서브프레임으로 구성된 프레임을 포함하는 칼라음극선관에 있어서,

   상기 새도우마스크의 두께를 t라하고, 상기 새도우마스크로 부터 서브프레임까지의 메인프레임의 길이를 높이 H라 할 때, 다음 식, H/t ≥ 270 을 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 마스크 구조체.
4. 내측 면에 형광면이 설치된 패널과 상기 패널의 후방에 프릿글라스를 이용하여 융착되는 펀넬과 상기 패널의 내측면에 결합되어 전자빔의 색선별 기능을 하도록 전자빔 통과홀이 무수히 뚫린 새도우마스크 및 상기 새도우마스크를 지지하는 메인프레임과 상기 메인프레임을 지지하는 서브 프레임으로 구성된 프레임을 포함하는 칼라음극선관에 있어서,

   상기 새도우마스크가 용접되는 상기 메인프레임은 고온 항복강도의 72%이하, 상온 항복강도의 65%이하인 것을 특징을 하는 칼라음극선관의 마스크 구조체.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 새도우마스크의 두께를 t이고, 상기 메인프레임의 폭을 W라 할 때, 다음 식, W/t ≥ 270을 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 마스크 구조체.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 새도우마스크의 두께를 t라하고, 상기 메인프레임의 높이를 H라 할 때, 다음 식, H/t ≥ 270을 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 마스크 구조체.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 새도우마스크의 두께를 t라하고, 상기 메인프레임의 높이를 H라 할 때, 다음 식, H/t ≥ 270을 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 마스크 구조체.