KR100426576B1 - 칼라 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관의 새도우마스크 슬롯의 구조를 개선하는 것으로서, 내면에 형광면이 형성된 패널과, 상기 패널의 후방에 결합되는 펀넬과, 상기 펀넬의 넥크부에서 내장되어 전자빔을 방출하는 전자총과, 다수의 슬롯이 형성된 장방형상의 유효부를 갖고 상기 패널 내에 장착된 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 유효부의 슬롯들은 각각 수직피치 및 수평피치를 갖고 복수의 수직열 및 수평열로 배열되며; 상기 유효부 장변 단부에 위치한 첫번째 수평열에 위치한 슬롯에서 수직축 방향 K번째 수평열에 위치한 슬롯까지(P')는 제1의 수직 피치값(Pv')을 가지며; K번째 수평열에 위치한 슬롯으로부터 상기 유효부 중심에 위치한 슬롯까지(P)는 제2의 수직 피치값(Pv)을 가지며; 및 상기 제1의 수직 피치값(Pv')과 제2의 수직 피치값(Pv)이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 본 발명은 노광장치의 광원으로부터 빔이 새도우마스크의 슬롯을 통과하여 형광체막을 형성시키는 도포공정에서 새도우마스크의 유효부 장변 단부의 마지막 슬롯의 수직 피치값이 작아서 충분한 광량이 통과하지 못하고 형광체막이 유효부 단부에서 가늘어져 색순도의 차이에 의해 발생하는 스크린의 품위 저하를 획기적으로 개선할 수 있다.

Description

칼라 음극선관{the color Cathode-ray Tube}

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칼라 음극선관내에 새도우마스크의 수직 피치값을 결정하는 데 있어서 장변 단부의 형광면 형상을 깨끗하게 형성할 수 있도록 한 칼라 음극선관에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 부분단면도로서, 내면에 적,녹,청의 형광물질이 도포된 형광체막(4)이 구비된 패널(1)과, 상기 패널(1)의 후방에 프릿 글라스를 이용하여 융착되는 펀넬(2)과, 상기 펀넬(2)의 넥크부(14)내에는 적,녹,청 3색의 전자빔(6)을 방출하여 가속 및 집속하도록 봉입된 전자총(13)과, 소정의 형광체를 발광시키도록 색을 선별해 주는 새도우마스크(7)와, 상기 새도우마스크를 지지하는 프레임(3)으로 이루어져 있다.

또한, 상기 프레임 어셈블리가 패널에 결합되도록 하는 스프링(8)과, 상기 스프링을 지지해 주는 스터드 핀(12)이 있다. 이에 따라 음극선관이 동작 중 외부 지자기의 영향을 적게 받도록 해 주는 인너쉴드(9)가 상기 프레임에 결합되어 고 진공으로 밀폐되어 있다.

상기 펀넬(2)의 넥크부(14)에 내장된 전자총(13)에서 전자빔(6)이 음극선관에 인가된 양극전압에 의해서 패널(1)의 내면에 형성되어 있는 형광체막(4)을 타격하게 되는데, 이때 상기 전자빔은 형광체막에 도달하기 전 편향요크(5)에 의해서상하, 좌우로 편향되어 화면을 이루게 된다.

그리고, 전자빔(6)이 정확히 소정의 형광체를 타격하도록 그 진행방향 궤도를 수정해 주는 2,4,6극의 마그네트(10)가 있어 색순도 불량을 방지해 준다.

다음으로 칼라 음극선관의 동작원리를 설명하면, 외부로부터의 영상신호에 따라 전자총에서 전자빔이 형광면 쪽으로 방사되면, 펀넬 후방에 위치한 편향요크에 의해 전자빔이 형광체막 전면에 걸쳐 조사되고, 상기 편향 조사된 3개의 전자빔이 형광면과 소정의 간격을 유지하고 있는 새도우마스크의 슬롯을 통과해서 적,녹,청 3개의 형광체에 충돌하여 형광물질을 발광시킴으로써 화상을 구현하게 된다.

도 2를 참조하면, 일반적으로 형광체막을 구성하는 스트라이프 형상의 3색 형광체층은 칼라 음극선관에 장착된 새도우마스크를 광학 마스크로 사용하는 사진 인쇄법에 의해 형성된다. 즉, 노광장치의 광원으로부터 빔이 새도우마스크의 슬롯을 통과하여 스크린에 조사되어 형광체막의 3색 형광체층을 인화하게 되면, 적,녹,청 3색의 형광체층과 형광체층의 경계를 지어주는 검은색의 흑연띠가 형성됨으로써 유효화면이 형성된다.

도 4를 참조하면, 상기 새도우마스크(7)는 일반적으로 중앙부분에서 도트 또는 스트라이프 형태의 슬롯(71)이 다수 형성되어 있는 유효부(72)와, 상기 유효부를 둘러싸면서 슬롯이 형성되어 있지 않는 비유효부(73)로 이루어진다. 여기서, 상기 비유효부의 최외곽에는 상기 비유효부(73)의 단부에서 거의 수직방향으로 절곡된 스커트(74)가 형성된다.

또한, 상기 새도우마스크의 스커트(74)에는 서포트 프레임이 용접 고정되고,또한 상기 새도우마스크(7)는 그 두께가 약 0.1 ~ 0.3 mm정도이다.

상기 새도우마스크의 유효부(72)에는 전자빔이 통과하는 다수의 슬롯(71)이 소정의 배열로 형성되어 있으며, 상기 슬롯(71)은 도트나 스트라이프 형상으로 수직상 규칙적으로 배열되어 있고, 상기 수직방향으로 나열된 여러개의 슬롯으로 이루어진 슬롯열이 수평방향으로 소정 피치를 가지면서 복수열로 배열되어 있다.

상기 슬롯이 스트라이프형 슬롯일 경우, 새도우마스크(7)의 유효부(72)에는 도 4에 확대 도시된 바와 같이, 수직방향으로 슬롯(71)이 형성되고, 상기 슬롯과 슬롯사이에서 수직방향으로 브리지(75)가 형성되어 있으며, 하나의 슬롯(71) 길이와 하나의 브리지(75) 길이의 합으로 구성된 단위 스트라이프(76)는 인접한 단위 스트라이프와 수직방향으로 1/2피치(Pv)의 차이를 가지면서 수평방향으로 병렬로 배열되어 있다.

여기서, 상기 슬롯(71)은 거의 장방형상으로서 각각 수평방향의 폭(Sw)과 수직방향의 높이(Sl)로 형성되고, 수직 피치값(Pv)는 하나의 단위 스트라이프(76)와 같은 길이로 정의된다.

상기 새도우마스크가 고정되는 패널 내면의 적,녹,청 3색의 형광체막은 각각 수직방향으로 뻗은 가늘고 긴 스트라이프 형상으로 형성된다. 이와 같은 새도우마스크에 있어서, 슬롯의 수평방향 폭(수평피치)을 새도우마스크 유효부의 중심에 위치한 슬롯에서 유효부의 수평방향측에 위치한 슬롯으로 이동함에 따라 단계적으로 크게 하고, 또한 수직방향으로 뻗은 동일한 슬롯열 중의 슬롯의 수직방향 길이는 동일하게 제공된다.

여기서, 상기와 같은 새도우마스크에 의한 색선별 과정에서 통상 새도우마스크에 도달하는 전자빔중에 약 70%정도는 새도우마스크에 의해 차단되고, 나머지 30%정도만 슬롯을 통해 형광체막에 도달하게 된다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 칼라 음극선관에서는, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 패널의 유효영역이 평면에 가깝고 편향각이 110도 전,후의 음극선관에 새도우마스크를 이용하여 3색 형광체층을 인화할 때, 노광장치의 광원으로부터 빔의 조도가 가장 낮아지는 패널 유효영역의 대각축 근방에 위치하는 형광체층이 가늘어지는 현상이 발생한다.

또한, 광원의 위치, 광량, 새도우마스크의 곡률 및 패널의 곡률, 새도우마스크의 유효부의 슬롯중 상기 유효부의 단부 첫번째 슬롯의 수직방향 길이에 따라 형광체층의 형성정도가 결정된다.

특히, 유효부의 대각축, 장변 단부에서 광량이 충분치 않을 경우, 형광체층이 가늘어지면서 흑연띠가 직선으로 형성되는 것이 아니라 울퉁불퉁하고 굵게 형성되고, 표시화면의 코너부 및 유효부 단부 부근의 휘도가 감소하므로써 검게 보여 소위 색순도의 열화가 생기는 문제점이 발생하면서 유효부의 단부에서 울퉁불퉁하게 톱니처럼 스트라이프가 형성되어 스크린의 품위가 떨어뜨리게 된다.

또한, 상기 과정을 거치면서 형광체막과 흑연띠가 형성되는데, 이때 새도우마스크의 슬롯을 통과하는 광량이 일정 정도 이상이어야 흑연띠와 적,녹,청의 형광체층이 얇거나 두꺼워지지 않고 정상적으로 도포가 된다.

그러기 위해서는 새도우마스크의 슬롯 크기가 일정 정도 이상이 되어 주어야하는데, 슬롯의 수직 피치값이 일정한 값으로 배열될 경우, 유효부의 장변 단부에 형성되는 마지막 슬롯의 크기가 각각 달라지게 된다. 이런 이유는 패널의 내면이 곡률을 가지고 있기 때문이며, 곡률에 따라 형광체막이 도포가 되고, 다시 형광체막과 소정의 간격을 유지하면서 새도우마스크는 패널의 내면곡률과 유사한 돔 형상의 곡률을 가진다. 여기서, 우리가 실제로 보게 되는 화면인 패널 외면의 유효부가 직선으로 보이기 위해서는 곡률을 가지는 새도우마스크의 유효부 역시 일정 정도의 곡률을 가지게 된다.

따라서, 유효부의 단부에 위치한 마지막 슬롯의 수직방향 길이는 모두가 일정하지 못하고, 그 중에서 수직방향 길이가 작은 것은 통과하는 광량이 충분하지 못하여 적,녹,청 형광체층이 제대로 형성되지 않고 가늘어지면서 흑연띠가 울퉁불퉁하게 형성되어 유효부의 표면이 고르지 못하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 새도우마스크의 유효부 단부 첫번째 슬롯의 스트라이프 형상의 형광체층이 가늘어지는 현상을 없애고, 유효부 단부에서의 색순도가 뛰어나면서 유효부의 단부 형상이 깨끗하게 형성될 수 있도록 한 칼라 음극선관을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 칼라 음극선관의 부분단면도,

도 2는 도 1의 형광면 구조를 나타낸 도,

도 3a는 새도우마스크의 유효부 장변 단부의 슬롯 형상을 나타낸 도,

도 3b는 형광면 유효부를 확대하여 나타낸 도,

도 3c는 형광면 유효부의 형상을 나타낸 도,

도 4는 새도우마스크의 형상을 나타낸 도, 및

도 5는 본 발명에 따른 새도우마스크 구조를 나타낸 도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

7 : 새도우마스크 72 : 유효부

73 : 비유효부 75 : 브리지

77 : 장변 단부의 첫번째 슬롯

78 : 장변 단부의 두번째 슬롯

79 : 장변 단부로부터 K번째 슬롯

80 : 장변 단부로부터 N번째 슬롯

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 해결수단은, 내면에 형광면이 형성된 패널과, 상기 패널의 후방에 결합되는 펀넬과, 상기 펀넬의 넥크부에서 내장되어 전자빔을 방출하는 전자총과, 다수의 슬롯이 형성된 장방형상의 유효부를 갖고 상기 패널 내에 장착된 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 유효부의 슬롯들은 각각 수직피치 및 수평피치를 갖고 복수의 수직열 및 수평열로 배열되며; 상기 유효부 장변 단부에 위치한 첫번째 수평열에 위치한 슬롯에서 수직축 방향 K번째 수평열에 위치한 슬롯까지(P')는 제1의 수직 피치값(Pv')을 가지며; K번째 수평열에 위치한 슬롯으로부터 상기 유효부 중심에 위치한 슬롯까지(P)는 제2의 수직 피치값(Pv)을 가지며; 및 상기 제1의 수직 피치값(Pv')과 제2의 수직 피치값(Pv)이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1의 피치값(Pv')이 제2의 수직 피치값(Pv)보다 크거나 같으면 바람직하다.

또한, 상기 유효부의 중심에서부터 상기 장변 단부까지의 수직길이가 H이고, 상기 유효부의 중심에서부터 전개되는 제2의 수직 피치값을 Pv라고 하며, 상기 유효부의 수직길이(H)를 상기 수직 피치값(Pv)으로 나눈 값의 정수부분을 N, 소수부분을 A라 할 때, A ≥ 0.5인 것이 바람직하다.

또한, 상기 유효부의 중심에서부터 상기 장변 단부까지의 수직길이가 H이고, 상기 유효부의 중심에서부터 전개되는 제2의 수직 피치값을 Pv라고 하며, 상기 유효부의 수직길이(H)를 상기 수직 피치값(Pv)으로 나눈 값의 정수부분을 N, 소수부분을 A라 할 때, A < 0.5이면 Pv' = Pv + (A*Pv)/K를 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 K는 2 ≤ K ≤ 10인 것이 좋다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 새도우마스크 구조를 나타낸 도면으로서, 새도우마스크(7)는 다수의 슬롯이 형성된 장방형상의 유효부(72)와, 상기 유효부를 둘러싸며 슬롯이 형성되어 있지 않은 비유효부(73)로 이루어진다.

그리고, 상기 슬롯은 전자빔을 통과시키기 위한 거의 장방형상으로 형성되며, 상기 수직축 방향으로 브리지(75)를 사이에 두고 형성되어 소정의 수직피치값(Pv)을 가지며 복수의 열로 배열되고, 상기 수직축 방향으로 배열된 상기 복수의 슬롯은 소정의 수평피치를 가지며 상기 수평축 방향으로 복수의 열로 배열된다.

여기서, 상기 유효부의 수평축 중심에서 형성된, 즉 유효부의 장변 단부로부터 N번째 슬롯(80)에서부터 상기 유효부의 수직축 방향의 단부로부터 K번째에 위치한 슬롯(79)까지(P)는 일정한 수직 피치값(Pv)을 가지고, 상기 유효부의 장변부 단부에 위치한 첫번째 슬롯(77)으로부터 상기 유효부의 수직축 방향의 단부로부터 K번째에 위치한 슬롯(79)까지(P')는 상기 일정한 수직 피치값(Pv)보다 더 큰 수직 피치값(Pv')을 가진다.

즉, 유효부의 중심상에서 직교하는 수평축(x축), 수직축(y축)에 대하여 슬롯은 수직축 방향으로 제2의 수직 피치값(Pv)으로 전개하다가, 유효부의 장변 단부의 첫번째 슬롯(77)으로부터 K번째의 슬롯(79)까지는 상기 첫번째 슬롯(77)의 수직피치값이 중심부에 위치한 슬롯의 제2의 수직피치값(Pv)의 1/2 이상이 되도록 제1의 수직피치값(Pv')을 설정하여 전개한다.

이렇게 형성된 새도우마스크를 통해 패널의 내면에 형광면을 형성시키기 위해서는 노광장치의 광원으로부터 조사되는 빔을 새도우마스크의 슬롯을 통과시켜서 적,녹,청 형광체간의 경계를 짓는 흑연띠를 각각의 위치에 도포시킨다. 이때, 새도우마스크의 슬롯을 통과하는 광량은 일정량 이상이 되어야만이 흑연띠와 적,녹,청의 형광체층이 얇거나 두꺼워지지 않고 정상적으로 도포가 된다.

그러기 위해서는 새도우마스크의 슬롯 크기가 일정 정도(1/2수직피치값)이상이 되어 주어야 하는데, 상기한 바와 같이 슬롯의 수직 피치값을 일정한 값으로 배열할 경우, 유효부의 장변 단부에 형성되는 마지막 슬롯의 크기가 각각 달라지게 된다. 그 중 수직방향의 길이가 작은 슬롯(1/2수직피치값 이하인 것)은 통과하는 광량이 충분하지 않아 적,녹,청 형광체층이 제대로 형성되지 않고 가늘어져 흑연띠가 울퉁불퉁 굵어지므로 유효부의 표면이 고르지 못하게 된다.

또한, 유효부의 단부 첫번째 슬롯의 수직길이가 200㎛ ~ 300㎛이상일 경우에는 상기 슬롯을 통과하는 광량의 부족으로 발생하게 되는 현상인 적,녹,청 형광체층이 가늘게 형성되거나 흑연띠가 울퉁불퉁하게 형성되면서 유효부가 톱니처럼 형성되는 현상들이 발생하지 않는다.

따라서, 유효부의 중심에서부터는 제2의 수직 피치값으로 전개되고, 남은 유효부 단부의 첫번째 슬롯의 수직길이가 200㎛이상 되는 것이 바람직하다.

통상적으로 우리가 수직피치값을 결정하는데 있어서, 30%정도의 전자빔만이슬롯을 통과하고, 나머지 70%는 새도우마스크에 의해 차단이 되는데. 상기 슬롯을 통과하는 전자빔의 투과율을 30%정도만 허용하면서도 일정한 밝기를 유지하기 위해서는 수직피치값을 500㎛이상으로 해야 한다.

따라서, 유효부의 중심부에서 배열되는 일정한 수직피치값의 1/2피치(1/2 Pv)가 최소 200㎛이상이 되어야 하고, 200㎛이상에서는 유효부의 단부 첫번째 슬롯에서 광량부족에 의한 적,녹,청 형광체층이 가늘어지면서 고르지 못한 광량으로 인해 흑연띠가 울퉁불퉁해지는 현상이 발생하지 않고 정상적으로 유효부의 단부가 깨끗하게 형성된다.

그러나, 1/2수직피치값(1/2 Pv) 이하일 경우는 광량 부족에 의해 유효부 단부의 형광체층이 가늘어지면서 톱니모양처럼 울퉁불퉁하게 형성되어 색 순도가 나빠져 스크린 품위를 떨어뜨리게 된다.

다음은 제품 모델별 중심부 수직피치값을 표 1에 나타내었다.

[표 1]

모델명	중심부 수직피치값
29"PA	1.008
29"S-HS	0.630
25"FCD	0.867
33"CPT	0.926
29"FCD	0.595

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 대부분의 새도우마스크 슬롯의 수직피치값은 0.5 ~ 1.2mm의 값을 가지며, 따라서 1/2수직피치값은 대개 0.25 ~ 0.6mm의 범위에 포함됨으로써 수직피치값의 1/2이상에서는 유효부의 단부가 깨끗하게 형성된다. 경험상 수직피치값의 변화가 10%이내에서는 휘도 차이가 크게 보이지 않지만, 10%를넘어갈 경우 휘도 차이가 보이게 된다.

따라서, 도 5를 참조하면, 유효부의 중심 수평축에서 수직축 방향 유효부 끝까지의 수직길이가 H이고, 유효부의 중심부에서부터 전개되는 일정한 수직피치값을 Pv라고 하고, 유효부의 수직길이(H)를 일정한 수직피치값(Pv)으로 나눈 값의 정수부분을 N, 소수부분을 A라고 할 때, 유효부의 중심부에서부터 단부까지 동일한 수직피치값(Pv)으로 전개시키기 위해서는, A ≥ 0.5인 것이 바람직하다.

만약 A < 0.5이면, 유효부의 단부 마지막 슬롯의 수직피치값을 1/2 Pv이상으로 만들어주기 위해서 새로운 수직피치값(Pv')은, Pv' = Pv + (A*Pv)/K을 만족하도록 설정하면 된다.

여기서, Pv는 상기 유효부의 중심부에서부터 전개되는 일정한 수직피치값이고, A는 상기 유효부의 수직길이(H)를 일정한 상기 수직피치값(Pv)으로 나눈 값의 소수부분이며, K는 새로운 수직피치값(Pv')이 적용되는 열의 수, 즉 유효부의 단부에서부터 K번째 슬롯까지 새로운 수직피치값(Pv')이 적용된 열의 수이다.

또한, 인접한 슬롯에서 수직피치값의 변화가 수직피치값의 10%이내에서는 휘도 차이가 크게 보이지 않지만, 수직피치값의 10%를 넘어갈 경우 휘도 차이가 육안으로 구분이 되므로, K값은 수직피치값의 변화값인 (A*Pv)/K 값이 1/10 Pv보다 작도록 하기 위해서, 2 ≤ K ≤ 10인 것이 바람직하다.

K ≥ 10인 경우, 수직피치값의 변화값은 너무 작은 열을 발생하는 데 있어서 현재의 새도우마스크 슬롯형성의 오차범위( ± 5 ㎛)에 포함되어 Pv ≒ PV'가 되므로, 새도우마스크 슬롯 형성에 차이를 두기가 어렵다.

또한, K < 2인 경우에는 수직피치값(Pv)의 변화가 커서 휘도 차이가 발생한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 노광장치의 광원으로부터 빔이 새도우마스크의 슬롯을 통과하여 형광체막을 형성시키는 도포공정에서 새도우마스크의 유효부의 단부 마지막 슬롯의 수직피치값이 작아서 충분한 광량이 통과하지 못하고 형광체막이 유효부의 단부에서 가늘어져 색순도의 차이에 의해 발생하는 스크린의 품위 저하를 획기적으로 개선할 수 있다.

또한, 새도우마스크 유효부의 단부가 깨끗하게 처리됨으로써, 스크린 품질을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 내면에 형광면이 형성된 패널과, 상기 패널의 후방에 결합되는 펀넬과, 상기 펀넬의 넥크부에서 내장되어 전자빔을 방출하는 전자총과, 다수의 슬롯이 형성된 장방형상의 유효부를 갖고 상기 패널 내에 장착된 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서,

   상기 유효부의 슬롯들은 각각 수직피치 및 수평피치를 갖고 복수의 수직열 및 수평열로 배열되고;

   상기 유효부 장변 단부에 위치한 첫번째 수평열에 위치한 슬롯에서 수직축 방향 K번째 수평열에 위치한 슬롯까지(P')는 제1의 수직 피치값(Pv')과 K번째 수평열에 위치한 슬롯으로부터 상기 유효부 중심에 위치한 슬롯까지(P)는 제2의 수직 피치값(Pv)을 가지고;

   상기 제1의 수직 피치값(Pv')과 제2의 수직 피치값(Pv)이 서로 다른 값을 가지고; 및

   상기 유효부의 중심에서부터 상기 장변 단부까지의 수직길이가 H이고, 상기 유효부의 수직길이(H)를 상기 수직 피치값(Pv)으로 나눈 값의 정수부분을 N, 소수부분을 A라 할 때, A < 0.5이면 Pv' = Pv + (A*Pv)/K를 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
2. (삭 제)
3. (삭 제)
4. (삭 제)
5. 제1항에 있어서,

   상기 K는 2 ≤ K ≤ 10인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.