KR100596231B1 - 칼라음극선관용 스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라음극선관용 스프링에 관한 것으로서, 열팽창에 의한 섀도우마스크에서의 도밍현상을 보상하고, 또한 외부의 충격이 음극선관에 가해지면서 발생되는 마스크 떨림 및 변형을 방지하기 위한 지지 스프링을 제공하는데 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명의 지지 스프링은, 서포트 프레임의 측벽부와 용접되는 용접부와, 스터드핀과 결합되는 결합홀이 형성된 결합부와, 상기 용접부 및 상기 결합부 사이를 연결하는 가동부로 이루어지고; 상기 가동부의 용접부측 폭이 결합부측 폭보다 크며, 가동부상에 적어도 하나의 절취부가 형성되며,

이에 따라 프레임 팽창시 스프링이 대각으로 꺽이면서 자연스럽게 프레임을 패널측 방향으로 밀어주어 도밍에 따른 전자빔 경로변화를 보상시켜줄 수 있게된다.

음극선관, 스프링, 도밍

Description

칼라음극선관용 스프링{A Spring of Color CRT}

도 1은 일반적인 음극선관을 나타낸 부분 절개도.

도 2는 종래 기술에 따른 마스크 구조체가 패널에 결합된 상태를 나타낸 평면도.

도 3은 종래 기술에 따른 마스크 구조체 측면도.

도 4는 종래 기술에 따른 스프링 보상 동작 설명도.

도 5는 종래의 단일재 스프링을 나타낸 평면도.

도 6은 종래의 바이메탈 스프링을 나타낸 평면도.

도 7은 본 발명에 따른 스프링을 나타낸 것으로서,

(가)는 2개의 실시예에 따른 평면도.

(나)는 측면도.

도 8은 본 발명 스프링의 구성 사시도.

도 9는 프레임의 팽창에 따라 변형이 발생된 본 발명 스프링 사시도.

도 10은 외부충격에 의한 마스크 변형 상태도.

도 11은 본 발명 스프링에서 절취부 길이에 따른 도밍 변화 그래프.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 진공용기 , 2 : 펀넬 , 3 : 패널 , 4 : 네크 , 5 : 전자빔 , 6 : 전자총

7 : 형광막 , 8 : 섀도우마스크 , 9 : 프레임 , 10 : 스프링

11 : 스터드핀 , 12 : 자계쉴드 , 13 : 디플렉션 요크 , 14 : 패널 스커트

101 : 절취부 , 102 : 중심점 , 105 : 용접부 , 107 : 가동부

108 : 결합홀 , 109 : 결합부

본 발명은 칼라음극선관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 색선별 전극 역할을 하는 섀도우마스크의 도밍현상을 보상하고, 또한 외부의 충격이 음극선관에 가해지면서 발생되는 마스크 떨림 및 변형을 방지하기 위한 지지 스프링 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 칼라음극선관은 화소를 발광시켜 영상을 표시하는 영상표시장치의 일종으로서 일반가정, 사무실, 산업현장 등에 널리 사용되는 텔레비전 수상기 및 모니터 등에 적용되고 있으며, 기술향상과 수요자의 기호변화에 따라 최근에는 화면이 대형화 되고 있는 추세이다.

특히, 칼라음극선관은 그 내부가 전자의 원활한 비행을 위해 약 10^-7 Torr의 고진공으로 유지되며, 전자총으로부터 방사된 전자빔이 화면 전체로 편향되어 일정한 속도로 진행하면서 색선별전극을 통과하게 된다. 그리고 색선별전극을 통과한 전 자빔은 형광면을 타격함으로서 원하는 형광체를 발광시키게 되는데, 상기 색선별전극을 지지하며 음극선관 하우징의 내측면에 고정시키는 역할을 하는것이 지지 스프링이다.

도 1 에 제시된 장치를 종래 기술의 지지스프링이 적용된 칼라음극선관의 한 예로서 설명한다.

상기 칼라음극선관의 전체적인 구성을 살펴보면 음극선관의 전면에 위치하는 장방형의 패널(3)과, 패널의 후방에 위치하는 펀넬(2), 그리고 펀넬(2)의 끝단에서 연장 연결되고 내부에 R, G, B에 해당하는 3개의 전자빔(5)을 방출하기 위한 인라인(In-line)형태의 전자총(6)이 장착되는 네크(4)로 진공용기(1)를 이루면서 내부의 고진공을 유지하게 된다.

그리고 패널(3)의 내측면에는 발광을 위한 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체가 스트라이프(Stripe) 혹은 도트(Dot) 형태로 형광막(7)이 도포되어 있고, 형광막(7)으로 입사되는 전자빔(5)의 색선별전극 기능을 수행하는 박막(약 0.12∼0.22mm)형의 섀도우마스크(8)가 패널(3) 내측면과 곡률이 유사한 돔(Dom)형상을 이루며 형광막(7)과 서포트 프레임(9)과 지지 스프링(10)에 의해 지지되어 패널 스커트(14)의 장변 및 단변부 내측벽에 형성되어 있는 스터드핀(11)에 고정되어 있다.

또한, 서포트 프레임(9)의 프랜지부에는 전자빔(5)이 진행도중 지자계의 영향에 의해 진행경로가 이탈되지 않도록 지자계를 차폐하기 위한 자계쉴드(12)가 조립/고정되어 있으며, 진공용기(1)를 구성하는 펀넬(2)의 외측후방에는 전자총(6)에서 방사된 전자빔(5)을 형광막(7)의 전체면에 조사시키기 위한 편향장치인 디플렉션 요크(13)가 위치해있다.

한편, 도 2 내지 도 5에는 종래 지지 스프링(10)의 상세구조를 도시하였다.

즉, 지지 스프링(10)은 전체가 두께 0.6∼1.0mm정도의 두께를 가진 판상 구조로서 프레임(9)의 단변 및 장변의 외측벽과 용접 고정되는 용접부(15)와, 용접부(15)의 끝단에서 연장 형성되어 탄성력을 부여하는 절곡부(16)와, 절곡부(16)와 함께 프레임(9) 측벽과 직각방향으로 틸팅(tilting)작용을 하는 가동부(17), 및 패널 스터드핀(11)에 결합시키기 위한 결합홀(18)이 형성되어 있는 결합부(19)로 구성되어 있다.

상기 절곡부(16)의 절곡 각도는 용접부(15)에 대해 θ의 각도를 유지한다. θ값은 지지 스프링의 결합홀(18)이 패널 스터드핀(11)에 체결 되었을때 용접부(15)와 결합부(19)가 평행이 이루어 지도록 형성되며, 일반적으로 스터드핀(11)과 프레임(9) 외측벽과의 간격 및 지지스프링(10)의 두께에 의해 결정된다.

전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래 칼라 음극선관의 지지 스프링(10)은 음극선관이 외부로 부터의 기계적인 충격 또는 자체 낙하에 의한 내구성을 시험하기 위한 낙하시험에서 시험후의 섀도우마스크(8)의 변형을 방지하는 역할을 일부 수행한다. 낙하시험은 일반적으로 76cm에서 자유낙하를 실시하며, 음극선관의 전/후면, 상/하/좌/우면 및 모서리 및 변을 각각 하단으로 하여 낙하시킨다.

상기와 같은 낙하시험 과정에서 지지 스프링(10)은 낙하에 의한 충격이 가해 질 경우 프레임(9)의 하중이 지지 스프링(10)에 전달된다. 이때, 프레임(9)과 용접 고정되어 있는 지지 스프링(10)의 용접부(15)는 절곡부(16) 및 가동부(17)의 자체 탄성력으로 인해 X 또는 Y축방향으로 틸팅됨으로서 충격량을 흡수하게 되고, 박막구조의 섀도우마스크(8)의 변형을 방지하는 작용을 하게 된다.

한편, 도 4는 섀도우마스크(8) 열팽창에 의한 색일그러짐 발생을 도시한 것으로, 지지 스프링(10)은 마스크 프레임(9)의 측벽에 용접되어져 있다.

여기서 전자빔 랜딩에 따른 열팽창에 의해 섀도우마스크(8)가 돔형상으로 부풀어 오르고(도밍현상), 이에 따라 마스크 구멍이 화살표 방향으로 이동할때 스프링(10)은 마스크 구멍이 형광스크린을 향하도록 하는 역할을 한다.

즉, 음극선관의 내부 온도가 상승하면 마스크가 효율적으로 팽창하지 않게 되어서 마스크 구멍이 dl만큼의 랜딩오차가 발생하게 된다. 결과적으로 스프링은 마스크가 도 4에서 실선으로 표시된 것과 같이 형광 스크린쪽을 향해 이동하게 된다.

이 결과 마스크 구멍을 통과하여 형광막(7)의 해당색을 발광시키는 전자빔은 타색발광등의 오차를 발생하게 된다.

전술한 종래의 기술에 의하면, 지지 스프링(10)은 상술한 도밍현상 및 외부로 부터 전달되는 충격을 보상하며 섀도우마스크를 패널 스터드핀에 고정시키는 역할을 하게 됨을 알 수 있다.

그러나, 도 5에 도시된 지지 스프링은 단일재질로 이루어져 있으며, 마스크 의 재질이 열팽창계수가 적은 인바일때 주로 사용한다. 상기 스프링에 있어서, 상술한 인바 마스크를 사용하더라도, 프레임의 열팽창계수가 통상적으로 인바 마스크의 10배에 달하기 때문에 음극선관 동작중에 마스크 구조체의 온도가 상승하게 되면 프레임이 팽창하게 되고, 팽창된 프레임에 의하여 마스크는 펀넬방향으로 이동하여 전자빔이 외곽으로 빠져 랜딩오차량이 커지게 되는 것을 방지하지 못하게 된다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 종래에 제시된 스프링이 도 6에 도시되어 있으며, 상기의 스프링은 재질의 열팽창 차이로 인한 바이메탈 원리를 이용하여 외곽으로 빠지는 랜딩오차를 보상하나 주위의 환경변화 특히, 주위온도차에 의한 변화량에 민감하여 랜딩변화의 폭이 커서 지역에 따른 대응이 불가피하게 된다.

그리고 도 5 및 도 6에 도시된 스프링은 프레임 측벽과 평행하게 용접되어 있기 때문에 외부에서 들어오는 에너지를 스프링에서 흡수하기가 어려워 마스크까지 전달되는 에너지가 화질저하를 가져오거나, 자유낙하시에는 도 10에 도시된 바와 같이 외부충격에 의해 모서리 부위를 따라 마스크의 변형이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 지지 스프링의 형상을 변형시킴으로서, 프레임이 팽창할때 스프링이 자연스럽게 프레임을 패널방향으로 올려주어 도밍에 의한 전자빔의 경로변화를 보상할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 외부의 충격이 칼라 음극선관에 가해지면서 발생되는 마스크 떨림 및 변형을 방지하도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 기술적 수단은,

서포트 프레임의 측벽부와 용접되는 용접부와, 스터드핀과 결합되는 결합홀이 형성된 결합부와, 상기 용접부 및 상기 결합부 사이를 연결하는 가동부로 이루어지는 지지 스프링에 있어서:

상기 가동부의 용접부측 폭이 결합부측 폭보다 크며, 가동부상에 적어도 하나의 절취부가 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 가동부상의 절취부는 8∼12mm길이로 복수가 형성되어 대각방향의 일직선상에 위치함이 바람직하다.

그리고, 상기 가동부상의 가상 대각선이 교차되는 중심점에서 절취부 까지의 거리(L)는 5∼15mm로 형성함이 바람직하다.

이와 같이 하면, 프레임과 직접 결합되는 용접부측의 강도가 결합부측에 비해 강해지고, 프레임 팽창시 상기 스프링의 가동부상에 형성된 절취부로 인해 스프링이 대각방향으로 꺽이면서 스프링이 프레임을 패널측 방향으로 올려주게 되어 프레임의 마스크를 양 측변으로 잡아당기는 힘을 줄여줄 수 있게됨을 알 수 있다.

그 결과, 섀도우마스크 통과 전자빔의 도밍에 따른 경로변화를 보상할 수 있게 되는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 효과들을 보다 잘 이해할 수 있게된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 칼라음극선관용 스프링 구조체의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 설명에 사용되는 도면에 있어서, 지지 스프링을 제외한 종래기술과 같은 구성성분에 관해서는 동일한 도면부호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지지 스프링을 측면도 및 평면도를 나타낸 도이고, 도 8은 상기 지지 스프링을 입체도로 도시한 것이며, 도 9는 프레임의 팽창에 따라 변형된 스프링을 도시한 것이다.

본 실시예에 따른 지지 스프링(100)은 서포트 프레임과 용접/고정되는 용접부(105)와, 용접부(105)의 일측단에서 연결되고 강도 보강을 위해 단면의 형상이 용접부측폭이 결합부측 폭보다 큰 형상의 구조를 갖는 가동부(107), 그리고 가동부(107)의 끝단부에 위치하는 결합부(109)로 구성되어 있으며, 결합부(109)의 중앙에는 패널 스커트(14)의 내측에 형성되어 있는 스터드핀(11)과 결합하기 위한 원형 형상의 결합홀(108)이 형성되어 있다.

특히, 가동부(107)의 형상은 도 7의 (가)측면도에 도시된 바와 같이 용접부(105)가 좌측, 결합부(109)가 우측, 용접부와 가동부사이의 절곡방향이 뒷방 향으로 되어 있을때, 일실시예(a)와 같이 가동부(107) 좌측끝 하단으로 0.5∼1.5mm의 폭을 가지고 8∼12mm 길이로 절취부(101)가 형성되어 있고, 또한 가동부 우측끝 상단으로 부터 좌측끝 하단 방향으로 0.5∼1.5mm의 폭을 가지고 8∼12mm 길이로 절취부(101)가 형성되어 있거나, 다른 실시예(b)와 같이 전술한 반대방향으로 절취부(101)가 형성되어 있다.

또한, 스프링 가동부(107)의 양측 대각선이 상호 교차하는 중심점(102)에서 절취부(101)까지의 거리를 L이라 하면, 5≤L≤15 (단위: mm)

인 식을 만족시키는 범위로 구성되고, 대각선의 중심점(102)에 반경이 0.25∼0.75mm인 원형의 홈이 파여있다.

도 9에서는 스프링의 변화를 나타내고 있는데, 프레임과 스프링의 용접부가 결합되어져 있는 칼라음극선관에서 프레임(9)이 열팽창하면서 스프링(100)을 밀게 되고, 또한 스프링은 블랭킹된 방향으로 비틀어지게 된다. 따라서 스프링은 비틀어지며 프레임을 위로 밀어 올리고 전자빔 충격으로 인해 발생된 도밍을 줄여줄 수 있게된다.

즉, 본 발명의 지지 스프링(100)의 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 용접부(105)와 결합부(109) 사이에 위치한 가동부(107)에 절취부(101) 및 중심홀(102)이 형성되어 있어 가동부의 다른 부위에 비해 외력에 약한 상태에 놓여 있다. 따라서 프레임과 스프링의 용접부가 결합되어져 있는 칼라 음극선관의 프레임이 열팽창하면서 스프링쪽에 힘을 가할때 힘을 받은 스프링은 대각선을 중심으로 비틀어지게 된다.

이 경우 스프링은 비틀어 지면서 프레임을 위로(패널 전면방향) 떠 밀어 주게 되는데, 프레임이 위로 올라가면서 부푼 마스크를 잡아당기지 않고 받쳐 주는 역할을 하게 되므로 전자빔의 경로 변화와 색순도가 나빠지는 것을 막아 줄수 있게되는 것이다.

도 11은 절취부(101)의 길이 변화에 따른 도밍량 특성을 나타낸 그래프이다.

종래의 스프링의 경우 대략 25㎛의 도밍을 가지고 있는데, 절취부(101)가 형성된 본 발명의 경우를 보면 도 11에서 절취부의 길이가 8mm가 되는 지점부터 도밍특성이 향상됨을 볼 수 있다. 그런데 절취부의 길이가 12mm보다 더 길어지면 스프링의 강도에 문제가 발생하므로 슬릿의 길이를 8∼12mm로 규정함이 바람직하게 된다.

한편 비교 예로서, 즉 종래의 지지 스프링이 적용된 칼라 음극선관에서는 전자빔 충격에 의해 마스크가 가열되어 돔모양으로 부풀고 또한 마스크와 용접되어 있는 프레임도 열을 받아 팽창하였던 것과는 달리, 본 발명의 지지 스프링이 적용된 칼라 음극선관에서는 가열에 의해 부풀어진 마스크를 프레임이 열팽창하면서 잡아당기지 않고 받쳐줌으로 빔의 경로 변화와 색일그러짐이 발생되는 것을 막아줄 수 있게된다.

이 결과에서, 본 발명에 의하면 열팽창에 의해 부풀어 오른 마스크를 프레임이 잡아당기지 못하게 스프링이 프레임의 위치를 패널측으로 올려줌으로 도밍을 보상하는 역할을 수행함을 알 수 있게된다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명 이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

이상 설명한 바와같이 본 발명의 지지 스프링은, 열팽창으로 인해 부풀어 오르는 마스크를 프레임이 잡아당기지 못하도록 프레임의 위치를 올려줌으로서 칼라 음극선관에서의 도밍발생을 보상하여 주는 효과가 있다.

또한, 상기 스프링에 의해 외부의 충격에 의한 마스크 떨림 및 변형발생을 방지할 수 있게된다.

Claims (5)

1. 패널, 펀넬 그리고 네크로 구성되어 외곽을 형성하는 진공용기와, 상기 패널 내측면의 형상과 유사한 곡률로 형성되고 패널 내면과 소정의 간격을 유지하는 섀도우마스크와, 상기 섀도우마스크의 측단부가 고정되는 서포트 프레임과, 상기 서포트 프레임을 지지하도록 측벽부에 용접되는 지지 스프링과, 상기 지지 스프링의 타측이 결합되는 스터드핀이 포함되어 구성되고, 상기 지지스프링은 상기 서포트 프레임의 측벽부와 용접되는 용접부와, 상기 스터드핀과 결합되는 결합홀이 형성된 결합부와, 상기 용접부 및 상기 결합부 사이를 연결하는 가동부로 이루어지는 칼라음극선관에 있어서:

   상기 가동부는,

   (1) 용접부측 폭이 결합부측 폭보다 크며;

   (2) 평면이 장방형을 이루고, 상기 평면의 대각방향의 일직선상에 위치하는 양 끝단으로부터 상기 일직선의 중심점으로 소정의 길이 만큼 절취되는 절취부가 형성된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 스프링.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 양 끝단 각각의 절취부 길이는 각각 8∼12mm 인것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 스프링.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 가동부상의 가상 대각선이 교차되는 중심점에서 절취부 까지의 거리(L)는 5∼15mm 인것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 스프링.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 중심점에는 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관용 스프링.

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