KR100447650B1 - 인장형 새도우 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인장형 섀도우 마스크 구조를 갖는 칼라 음극선관에 관한 것으로써, 섀도우 마스크에 인장 강도가 높은 순철(Alumium Killed)를 사용하고, 마스크의 브릿지를 오픈화 하여 휘도를 향상시키며, 상기 오픈된 브릿지 적용시 문제되는 전자빔 투과율과 인장강도의 품질을 개선시키기 위해 필요로한 요인들이 가장 효율적인 범위를 만족하도록 하고자 하는 인장형 섀도우 마스크에 관한 구조이다.

상기와 같이 본 발명은 섀도우 마스크가 전자빔 통과공 사이의 브리지들 중 적어도 하나는 인접하는 전자빔 통과공 사이를 연통하는 오픈 브리지로 구성되며, 상기 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 전자빔 통과공 수직 피치(Pv)와 상기 브릿지의 끝단에서 인접한 브릿지 끝단까지의 거리(A)가 17 ≤ Pv / A ≤ 800 인 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.

Description

인장형 새도우 마스크 {A Sealing Bridge Shape of Shadow Mask}

본 발명은 인장형 섀도우 마스크 구조를 갖는 칼라 음극선관에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 섀도우 마스크에 인장 강도가 높은 순철(Alumium Killed)를 사용하고, 마스크의 브릿지를 오픈화 하여 휘도를 보상하며, 상기 오픈된 브릿지 적용시 문제되는 전자빔 투과율과 인장강도의 품질을 개선시키기 위해 필요로한 요인들이 가장 효율적인 범위를 만족하도록 하고자 하는 인장형 섀도우 마스크에 관한 구조이다.

일반적으로 칼라음극선관은 도 1에 도시된 바와 같이 내면 곡률을 가지는 패널(2)과, 상기 패널에 봉착되는 콘 형상의 펀넬(3)로 하나의 튜브를 형성하고, 상기 펀넬의 네크부(4)에는 전자빔(5)을 방출시키기 위한 전자총(6)이 삽입되며, 상기 패널은 펀넬과 프리트 글라스에 의해 봉착된다. 또한 상기 패널과 펀넬로 형성된 튜브 내에는 색선별 작용을 하는 섀도우 마스크(8)가 패널 내면 곡률과 유사한 곡률를 가지고 패널 내면과 일정 간격을 가지도록 설치되며, 섀도우 마스크를 지지하기 위해 프레임(9)이 이용되며, 상기와 같이 결합된 섀도우 마스크와 프레임 결합체는 프레임에 결합된 스프링(10)에 의해 패널에 장착된 스터드핀(11)에 결합되어 튜브 내에 유지되며, 외부 자계에 의한 전자빔의 이동을 줄여주기 위해 자성체로 만들어진 인너쉴드(12)가 고정스프링(14)에 의해 프레임에 결합되어 유지되고, 전자총에서 방출되는 전자빔을 패널 내면에 형성된 형광면(7)전면에 방출되도록 하기 위해 전자빔을 편향시키는 편향요크(13)가 네크부에 장착된다.

또한, 상기 전자빔이 정확히 소정의 형광면을 타격하도록 그 진행궤도를 수정해주는 2,4,6극의 마그네트가 있어 색순도 불량을 방지해 주며, 상기 튜브가 외부 충격에 의해 깨어진 파편에 의해 인체에 상해를 입히는 것을 막기 위해 패널의 주위에 보강 밴드(15)를 장치하고, 상기 패널은 상하의 외부 금형이 겹쳐져 패널의 외형을 형성하면 일정한 양의 유리물이 외형의 금형 속으로 투입되고, 전자빔이 타격 될 형광체가 도포되는 패널의 내면을 형성하는 내부 금형이 외부 금형과 일정한 간격을 유지하고 상하 방향으로 열융착하여 성형된다.

종래의 경우, 인장형 섀도우 마스크를 포함한 칼라 음극선관에 있어서, 상기 마스크를 단축방향으로만 인장한 경우 음극선관 동작 중 전자빔 충돌로 인하여 장축방향으로 늘어나게 되는데, 이와 같은 변형을 줄이기 위하여 섀도우 마스크 브릿지를 오픈화 시켰다.

상기 오픈된 브릿지는 장축방향으로 열 전달의 속도를 느리게 하여 열팽창이 느려지도록 하고, 전자빔 통과량이 많아 마스크의 브릿지가 오픈되지 않은 것보다 휘도의 특성을 향상시키지만, 반면에 오픈되지 않은 실 브릿지 사용시 나타나지 않던 브릿지 그림자 현상이 발생하게 된다.

이와 같은 현상을 방지하기 위하여는 본래의 실 브릿지 면적과 동일한 오픈브릿지 면적이 되도록 하고, 오픈된 길이를 가능한 한 최대한 좁게 제작하는 것이 바람직하다.

따라서 브릿지의 길이는 섀도우 마스크의 인장강도나 화면의 휘도 등과 상관 관계를 가지고 있으므로 이를 고려하여 제작하는 것이 중요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 마스크의 진동특성의 향상을 위하여 섀도우 마스크에 인장력을 가할 경우 발생할 수 있는 소성변형을 최소한으로 줄이고, 마스크의 강도 보상과 전자빔 투과율 약화 없이 투과율을 향상시킬 수 있는 칼라 음극선관을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 칼라음극선관의 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 오픈 브릿지가 적용된 섀도우 마스크의 구조도.

도 3은 본 고안의 실 브리지의 길이에 대하여 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 전자빔 통과공 거리(Pv/A)비에 따라 나타나는 인장강도의 변화를 나타낸 도.

도 4는 본 고안의 실 브리지의 길이에 대하여 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 전자빔 통과공 거리(Pv/A)비에 따라 나타나는 투과율의 변화를 나타낸 도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 음극선관 2: 패널

3: 펀넬 4: 네크부

5: 전자빔 6: 전자총

7: 형광면 8: 섀도우 마스크

9: 프레임 10: 지지스프링

11: 스터드핀 12: 인너쉴드

13: 편향 요크 14: 고정스프링

15: 보강 밴드 16: 러그(LUG)

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 내면에 스크린이 형성된 패널, 상기 패널에 결합되는 펀넬, 상기 펀넬의 네크부에 삽입되어 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총, 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔을 스크린의 수평 및 수직으로 편향시켜 화상을 표시하는 편향장치, 상기 패널의 스크린으로부터 소정 간격을 두고 배치되는 인장형 섀도우 마스크를 구비한 컬러음극선관에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 전자빔 통과공 사이의 브리지들 중 적어도 하나는 인접하는 전자빔 통과공 사이를 연통하는 오픈 브리지로 구성되며, 상기 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 통과공 수직 피치(Pv)와 상기 브릿지의 끝단에서 인접한 브릿지 끝단까지의 거리(A)가 17 ≤ Pv / A ≤ 800 인 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

일반적으로 섀도우 마스크는 포토에칭이라는 부식법에 의하여 제조된다. 상기와 같은 방법에 의하여 제조된 전자빔 투과공은 포토에칭의 특징인 전자빔 투과공 주변부도 약품에 의해 부식되어 경사진 테이퍼(Taper)를 가지게 된다.

상기 테이퍼는 섀도우 마스크의 단면적을 줄여주기 때문에 강도에 있어서는 불리하게 작용하지만 입사된 전자빔이 난반사가 많이 발생하지 않아 휘도를 증가시키는데는 중요한 역할을 하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 상관관계를 고려하여 도 2에서 보는 바와 같이 단축 방향으로 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 전자빔 통과공 수직 피치를 Pv라 하고, 상기 전자빔 통과공의 단축 방향으로 브릿지의 끝단에서 인접한 브릿지 끝단까지의 거리, 즉, 실 브릿지의 거리를 A라 하면, Pv와 A의 비는 섀도우 마스크의 장축 방향의 강도를 결정하는 요소로서 A값이 커지면 섀도우 마스크 장축 방향의 강도는 커지게 된다.

상기 A값은 섀도우 마스크의 강도와 휘도 향상에 결정적인 요인으로 종래의 성형 섀도우 마스크에서의 두께와 강도 문제로 인해 0.1mm이하로 제조하는 어려움이 있다. 그러나 인장형 섀도우 마스크에서는 브릿지의 강도를 확보해야 할 필요는 없지만 본래의 실 브릿지의 거리를 대단히 좁게 형성하면 오픈 브릿지를 형성하기 어려워지므로 최소한의 거리는 가질 필요가 있다.

또한, 섀도우 마스크의 두께를 너무 얇게 하면 제작성이나 음극선관 제작시 취급이 어려워지므로 섀도우 마스크의 두께는 0.1mm로 한정하고, 실 브릿지의 거리 역시 섀도우 마스크 두께의 60%이하로 제작 시엔 취급이 대단히 좋지 않기 때문에 그 이상으로 제작하는 것이 바람직하다.

따라서 실 브릿지의 길이(A)는 다음 식1)를 만족하는 범위를 갖도록 한다.

식1) 0.06mm ≤ A ≤ 0.10mm

도 2는 오픈 브릿지가 적용된 섀도우 마스크에 관한 구조를 나타낸 것으로, 연통된 오픈 브릿지의 수직 거리(B)는 전자빔과 브릿지 간의 빛의 간섭현상인 모아레를 회피하기 위하여 0.5mm ≤ B ≤ 1.0mm 의 범위를 만족하도록 한다.

그리고 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 전자빔 통과공 수직 피치(Pv)는 최소한 2개의 브릿지(B)를 포함하고, 일반적인 취급성과 제작성이 나빠지는 것을 방지하기 위하여 50B이하에서 구성되도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 관계로 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 전자빔 통과공 거리(Pv)는 다음 식2)를 만족하도록 한다.

식2) 2B ≤ Pv ≤ 50B

상기 연통된 오픈 브릿지에 있어서, 마스크의 취급성과 제작성을 더욱 좋게 하기 위해서는 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 전자빔 통과공 거리(Pv)가 8B ≤ Pv ≤ 20B의 범위를 만족하도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 식1)과 식2)를 이용하여 Pv와 A의 관계를 구하면 다음과 같은 식3)의 범위를 만족하게 된다.

식3) 17 ≤ Pv / A ≤ 800

상기 식3)에서 실 브리지의 길이에 대하여 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 전자빔 통과공 거리(Pv/A)비 값은 마스크의 인장강도와 전자빔 투과율에 중요한 요인으로, 이를 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 Pv/A에 따른 인장강도의 변화를 나타낸 그래프이다.

상기 도 3의 그래프에서 나타난 바와 같이 X방향 즉, 장축방향은 Pv/A가 증가할수록 인장강도는 작아지고, Y방향인 단축방향은 Pv/A가 증가할수록 커진다는 것을 알 수 있다. 여기서 상기 장축방향에 대한 인장강도는 섀도우 마스크의 장축방향으로 프레임에 의해 지지됨을 감안하면 중요한 요인은 아니지만 반면에 단축방향은 섀도우 마스크에 인장력을 가할 때 소성변형을 일으키지 않는 특성을 갖기 때문에 인장강도가 클수록 변형이 일어나지 않는다. 그리고 이러한 인장강도는 상기 도 3의 그래프에서 어느 일정한 지점을 지나면 상승률이 급격하게 저하되는 것을 알 수 있어 Pv/A를 크게 하여도 어느 일정 한계를 지나면 그 효과는 미미하다는 것을 알 수 있다.

한편, 도 2의 실 브릿지의 거리(A)에서 포토 에칭법에 의해 발생하는 테이퍼부는 전자빔 투과공 부식정도가 작으면 강도에는 유리하지만 주변부 투과율이 좋지 않아 강도와 투과율을 고려하여 적절한 범위를 갖도록 해야한다.

따라서 위와 같은 관계를 고려하여 테이퍼부를 가장 작게 제작 가능한 것은 브릿지 길이의 1/4정도이고, 상기 테이퍼부를 실 브릿지의 거리(A)와 비교하면 브릿지 길이에서 테이퍼부를 제외한 순수 길이는 전체의 최소 30%는 형성되어 있어야강도문제, 즉, 브릿지에서 응력집중이 발생하지 않는다. 그러므로 테이퍼부를 포함하지 않은 브릿지 길이(C)는 0.02mm≤ C ≤0.05mm인 값을 만족하도록 한다.

그리고 오픈 브릿지의 길이(D)는 브릿지 그림자와 밀접한 관계가 있으므로 실 브릿지의 길이(A)보다 작게 할 수 없다. 왜냐하면 오픈 브릿지의 중앙부분이 뚫려 있는 관계로 오픈 브릿지의 길이(D)를 실 브릿지의 길이(A)와 똑같이 하면 실 브릿지의 면적과 오픈 브릿지의 면적이 서로 다르게 되어 브릿지 그림자가 인식 될 수 있다.

이와 같이 오픈 브릿지의 길이(D)는 브릿지 그림자와 밀접한 관계를 가지고 있어서 본래의 실 브릿지의 길이(A)를 0.06mm로 형성할 경우, 오픈 브릿지의 길이(D)는 0.07mm 정도 형성해야 면적이 비슷하게 되어 브릿지 그림자를 회피할 수 있다.

또한, 오픈 브릿지의 길이(D)는 마스크의 강도에도 영향을 미치므로 최대치는 0.09mm 이하로 제작하는 것이 바람직하다.

따라서 오픈 브릿지의 길이(D)는 다음과 같은 범위를 만족하게 한다.

0.07mm ≤ D < 0.09mm

도 4는 Pv/A에 따른 섀도우 마스크의 투과율 변화를 그래프로 나타낸 것이다.

상기 도 4는 도 3에서와 같이 인장강도와 마찬가지로 어느 일정 한도 이상에서는 증가율이 상당히 둔화된다.

이처럼 상기 인장강도와 투과율은 어느 일정한도에서 Pv/A의 비가 100정도에서 그래프의 기울기가 급격하게 변하는 것을 알 수 있고, 칼라 음극선관의 품질을 향상시킬 수 있는 상기 두 요인은 Pv/A가 80~200값을 취할 때 가장 효율적임을 알 수 있다. 그러므로 Pv/A의 값을 결정하는 섀도우 마스크의 진동특성은 인장 강도를 높이든가 아니면 섀도우 마스크의 투과율을 높여 휘도를 향상시키느냐에 따라 결정될 수 있다.

본 발명은 앞서 기술한 범위 값들을 만족시키면서 Pv=7.37, A=0.07, B=0.67, C=0.04값으로 설계한 결과 Pv/A가 105가 되어 가장 큰 효율치를 갖게 됨을 알 수 있다. 이에 따라 섀도우 마스크 강도는 장축 방향으로 2000MPa, 단축방향으로는 115000MPa, 그리고 투과율은 21.5%로 기존의 성형 섀도우 마스크보다 강도적으로 우수하고 전자빔 투과율이 높은 섀도우 마스크를 제공할 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서와 같이 본 발명은 칼라 음극선관의 중요한 특성중의 하나인 휘도향상을 위해 고안되고, 고화질의 화상 재현과 진동 특성의 향상을 위하여 섀도우 마스크에 인장력을 가할 경우 발생할 수 있는 소성변형을 최소한으로 줄이고, 마스크의 강도 보상과 전자빔 투과율 약화 없이 투과율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 내면에 스크린이 형성된 패널, 상기 패널에 결합되는 펀넬, 상기 펀넬의 네크부에 삽입되어 스크린을 향해 전자빔을 방출하는 전자총, 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔을 스크린의 수평 및 수직으로 편향시켜 화상을 표시하는 편향장치, 상기 패널의 스크린으로부터 소정 간격을 두고 배치되는 인장형 섀도우 마스크를 구비한 컬러음극선관에 있어서,

   상기 섀도우 마스크는 전자빔 통과공 사이의 브리지들 중 적어도 하나는 인접하는 전자빔 통과공 사이를 연통하는 오픈 브리지로 구성되며,

   상기 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 전자빔 통과공 수직 피치(Pv)와 상기 브릿지의 끝단에서 인접한 브릿지 끝단까지의 거리(A)가

   17 ≤ Pv / A ≤ 800 인

   범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 인장형 섀도우 마스크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 브릿지의 끝단에서 인접한 브릿지 끝단까지의 거리(A)가

   0.06mm ≤ A ≤ 0.10mm 인

   범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 인장형 섀도우 마스크.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 통과공 수직 피치

   (Pv)와 상기 연통된 오픈 브릿지를 포함한 브릿지간의 수직거리(B)가

   2B ≤ Pv ≤ 50B 인

   범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 인장형 섀도우 마스크.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 연통된 오픈 브릿지를 포함한 브릿지간의 수직거리(B)가

   0.5mm ≤ B ≤ 1.0mm 인

   범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 인장형 섀도우 마스크.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 테이퍼부를 포함하지 않은 브릿지의 길이(C)가

   0.02mm ≤ C ≤ 0.05mm 인

   범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 인장형 섀도우 마스크.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 Pv/A의 비가

   80 ≤ Pv / A ≤ 200 인

   범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 인장형 섀도우 마스크.
7. 제 3항에 있어서,

   상기 연통된 오픈 브릿지의 시점에서 종점까지의 통과공 거리(Pv)가

   8B ≤ Pv ≤ 20B 인

   범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 인장형 섀도우 마스크.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 오픈 브릿지의 길이(D)가

   0.07mm ≤ D < 0.09mm 인

   범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 인장형 섀도우 마스크.