KR100634732B1 - 칼라음극선관의 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라음극선관의 프레임에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 음극선관의 내측에 장착되어 섀도우마스크를 지지하는 사각 형상의 프레임에 있어서, 프레임의 높이를 H라 할 때, 그 측벽에는 섀도우마스크 결합측으로부터 0.15H∼0.3H의 높이에서 외측방향을 따라 돌출되는 그루브가 형성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 전자빔의 색선별 전극인 섀도우 마스크를 지지하고 있는 프레임 전체의 강성을 증가시켜 외부음파에 의한 마스크 떨림현상인 하울링(Howling) 현상을 억제할 수 있다. 또한, 프레임의 강성이 개선되어 음극선관의 색순도 저하를 방지하는등 음극선관의 전체적인 품위가 향상되는 이점을 나타내게 된다.

음극선관, 프레임, 그루브, 강성

Description

칼라음극선관의 프레임{Frame assembly for CRT}

도 1은 일반적인 칼라음극선관의 일부 절개도.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 프레임의 1차(98Hz) 진동 특성 모드를 나타낸 도면.

도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 프레임의 2차(144Hz) 진동 특성 모드를 나타낸 도면.

도 3c는 도 3a 및 도 3b에 도시된 2차 진동 특성 모드를 개선하기 위한 종래 실시예.

도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 프레임의 3차(82Hz,134Hz) 진동 특성 모드를 나타낸 도면.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 칼라음극선관의 프레임를 나타낸 도면.

도 5b는 도 5a에 도시된 칼라음극선관의 프레임에 있어서 그루브의 형상을 확대하여 나타낸 도면.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

3 : 섀도우 마스크 7 : 프레임
7a : 리브 17 : 그루브(Groove)

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음극선관의 스크린 내측면에 섀도우마스크 및 자기쉴드를 지지하면서 장착되어 하나의 구조체를 이루는 프레임의 강성을 보강하여 음극선관의 하울링 특성을 개선하기 위한 칼라음극선관의 프레임에 관한 것이다.

일반적으로, 프레임은 음극선관 내에서 전자빔의 색선별 역할을 수행하는 박막의 섀도우 마스크를 일정 장력으로 지지하는 장치로서, 용접 결합된 마스크 양측에 인가되는 상기 장력을 조절하여 외부충격 또는 음파등에 의한 마스크 떨림을 방지하게 된다.

또한, 상기 프레임은 섀도우 마스크가 화상 표시면인 형광막과 소정 간격을 유지하도록 지지하여 방사된 각 전자빔이 형광막의 해당 화소를 정확하게 타격할 수 있도록 마스크상에 형성된 도트(dot) 또는 스트라이프(stripe) 타입의 전자빔 통과홀과 형광체 화소간의 위치를 지정하게 된다.

한편, 종래의 음극선관들은 내/외면이 곡면으로 이루어짐에 따라 성형된 마스크의 강성이 유지되었고, 외부음파에 의한 마스크 떨림 현상인 하울링(Howling)도 심하지 않았다.

그러나 음극선관이 이미지 왜곡현상이 발생되지 않도록 스크린의 곡률을 없애고 평면화 됨에 따라 성형 마스크의 곡률도 평면화 되어 종래 곡률 마스크에 비해 강성이 약화되어 외부의 음파에 대한 마스크의 떨림현상이 심화되어 색순도를 저하시키는 하울링현상이 나타났고, 이로 인해 평면화된 음극선관의 전체적인 품위에 치명적인 영향을 주게 되었다.

도 1은 종래 기술의 설명을 위해 일예로 나타낸 평판형(flat type) 칼라 음 극선관의 단면도로서 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 칼라 음극선관은 화상 표시측인 전면부에 위치하며 그 내측면에 도트타입의 적(R), 녹(G), 청(B) 3색 형광막(4)이 도포된 평판 패널(1)과, 형광막(4)으로 입사되는 전자빔(6)의 색선별 기능을 갖는 섀도우마스크(3)와, 패널(1)의 후면에 결합되어 내부를 진공상태로 유지하는 펀넬(2)과, 펀넬(2)의 후방으로 후퇴되어 있는 관형상의 네크부(10)와, 네크부(10) 내부에 장착되어 전자빔(6)을 방출하는 전자총(미도시)과, 펀넬(2)의 외측을 둘러싸며 전자빔(6)을 편향시키는 편향요크(5)와, 패널(1)내측면에 형성된 스터드핀(11)과 스프링(8)에 의해 결합되는 프레임(7)과, 프레임(7) 후단에 결합되어 편향요크(5)에 의해 편향된 전자빔(6)이 외부자계에 의한 영향을 받지 않도록 지자계를 차폐하는 인너쉴드(9)로 이루어진다.

이러한 구조를 갖는 음극선관의 동작원리를 설명하면, 펀넬(2)의 네크부(10)에 내장된 전자총에서 전자빔(6)이 음극선관에 인가된 양극전압에 의해서 패널(1) 내면에 형성된 형광막(4)을 타격하게 되는데, 이때 이 전자빔은 형광막(4)에 도달하기 전 편향요크(5)에 의해서 상하,좌우로 편향되어 전체 스크린에 대응되게 된다.

한편, 음극선관 내부에서 전자빔(6)이 해당 형광막(4)에 정확히 타격되도록 색선별 역할을 수행하는 섀도우마스크(3)는 음극선관의 내부 혹은 외부로 부터 발생되는 음파로 인한 진동 전달에 의해 하울링 현상이 발생하게 되는데, 이러한 하울링 현상은 형광막(4)의 해당 화소를 타격하는 R, G, B 전자빔 배열이 일정하게(Just) 유지되지 못하고 언밸런스하게 되어 스크린상의 색순도에 악영향을 초래하게 됨은 주지하고 있다.

그리고 이러한 진동은 대부분 프레임(7)을 통해 전달되기 때문에 프레임의 진동 특성에 의해 크게 좌우된다.

따라서, 상기 하울링 현상을 개선하기 위해서는 프레임의 강성을 증가시켜야 하는데, 이를 해결하기 위해 종래 기술에 따른 프레임에서의 진동 주파수 특성을 도 2 및 도 3을 통해 살펴보기로 한다.

먼저, 프레임의 1차(98Hz) 진동모드 형상을 도 2a에 도시하였으며, 도 2b는 이때 프레임 단변이 센터를 중심으로 양끝이 반대방향으로 진동하며 프레임 장변은 윗면과 측면이 같은 방향으로 비틀리고 윗면은 반대방향으로 진동하는 모드를 나타내고 있다.

이러한 모드의 진동을 억제하기 위해서는 프레임 코너의 윗면 및 측면의 강성보강 및 변위가 작은 변과 변위가 큰 변 또는 서로 반대방향으로 진동하는 변들을 서로 연결함으로써 프레임의 진동량을 최소화 할 수 있음을 알 수 있다.

그리고, 프레임의 2차(114Hz) 진동모드 형상은 도 3a에 도시하였으며, 도 3b는 프레임 네 변의 윗면 중심부가 동시에 내려가고 측면 중심부는 동시에 밖으로 나가는 진동양상을 보이며, 프레임의 네 코너는 병진하게 되는 모드를 나타내고 있다.

따라서, 이러한 진동 모드는 프레임 측면 코너의 강성을 보완하지 않고 프레임 윗면의 질량을 증가시키면 진동량이 증가하므로 리브보강에 의한 강성의 강화를 도 3c에 도시된 바와 같이 리브(7a)를 끝부분에 설치하여 프레임 변형을 최소화 하여야 함을 알 수 있다.

그리고, 프레임의 3차(82Hz, 134Hz) 진동모드 형상은 도 4a에 도시하였는데 모드 형상은 98Hz와 비슷한 형태로 나타나며, 도 4b와 같이 프레임 장변이 센터를 중심으로 양끝이 서로 반대 방향으로 거동하면서 단 변이 비틀린다.

따라서 프레임 3차모드에 대해 각 변 센터와 코너질량이 증가하는 것은 프레임 전체의 진동에 악영향을 끼칠 수 있다.

따라서 본 발명은 프레임의 진동특성 분석을 통하여 각 고유 진동수에서의 강성이 보강될 수 있도록 프레임 구조를 개선함으로서, 외부음파로부터 섀도우마스크로의 진동전달을 억제하고, 이를 통해 색순도를 좌우하는 하울링 특성을 개선할 수 있는 칼라음극선관의 프레임을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 음극선관의 내측에 장착되어 섀도우마스크를 지지하는 사각 형상의 프레임에 있어서, 상기 프레임의 높이를 H라 할 때, 그 측벽에는 상기 섀도우마스크 결합측으로부터 0.15H∼0.3H의 높이에서 외측방향을 따라 돌출되는 그루브가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 그루브는 폭을 b₁, 높이를 h₁이라 할 때, 0.3≤h₁/b₁≤2 를 만족하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 프레임 보강구조를 제공함으로서, 곡률형 마스크에 비해 강성이 약한 평면형 마스크에서 외부의 음파에 의한 떨림현상을 방지할 수 있게되는 것이다.

상기 내용을 요지로 하는 본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시예를 제시하여 본 발명을 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 칼라음극선관의 프레임을 상세히 설명하기로 한다.

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

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 프레임에서 돌출된 그루브를 확대한 도이다.

종래 프레임의 고유진동수 및 모드형상을 분석한 결과 1차 모드의 프레임의 진동은 프레임 코너 윗면 및 측면의 강성을 보강하거나 변위가 작은 변과 변위가 큰 변 또는 서로 반대 방향으로 진동하는 변들을 연결함으로써 프레임 진동량을 최소화 할 수 있음을 상기에서 확인하였다.

또한 프레임의 2차 모드진동을 줄여주기 위해서는 진동방향이 서로 반대인 프레임 측면 코너의 강성을 보강하여야 하고, 3차 모드진동을 억제하기 위해서는 1차모드와 마찬가지로 윗면 및 측면의 강성을 보강하여야 한다.

상기와 같이 강성을 보강하기 위한 본 실시예의 프레임(7)은, 그 측면의 끝단부 둘레를 따라 연속되는 삼각형상의 그루브(17)를 도 5b에 나타낸 형태로 형성하였으며, 프레임 최하단에서 그루브(17)까지의 위치를 D, 프레임(7)의 전체 높이를 H라 하였을때 그루브(17)의 위치는 비교적 하단 위치인 0.15H〈 D〈 0.3H 범위내에 형성하였다.

만일, 그루브(17)의 위치가 0.3H보다 높은 위치에 있을 경우 프레임(7)의 측벽에 용접되어지는 프레임 지지 스프링(8)의 용접부 간섭을 일으킬 수 있고, 0.15H보다 낮은 위치에 있을 경우 너무 하단에 위치하게 되어 그루브의 성형이 어렵게 되고 진동 억제 능력 또한 저하될 수 있다.

그리고 그루브(17)의 높이(h₁)와 폭(b₁)간의 비례관계는, 0.3≤h₁/b₁≤2 범위내에서 그루브의 형상이 이루어 지도록 하였다. 만일, h₁/b₁이 2보다 클 경우는 h₁이 상대적으로 증가된 상태이므로 프레임(7)과 패널(1) 내측면과의 결합공정시 상호간에 간섭이 발생할 수 있으며, h₁/b₁이 0.3보다 적은 수치로 설계되었을 경우는 그루브(17)에 의한 면적 관성 모멘트 효과를 나타낼 수 없게 된다.

한편 비교 예로서, 즉 종래 기술중 2차 모드에 대한 강성보강의 방법으로 도 3c에서와 같이 별도의 구조체인 리브(7a)를 프레임(7)에 대는 방법이 제시되었으나 이 방법은 프레임에 리브를 덧붙일 경우 프레임 자체의 강성은 개선되어지지만 전체적인 프레임 질량을 크게 증가시켜 90Hz 이하에서의 진동량이 커지는 결과를 초개하게 된다.

또한, 종래 기술에서 실제 현장에서 미파(MIFA:Mask Inner Frame Ass'y)방식으로 마스크를 프레임에 삽입할 경우 프레임의 리브에 의해 작업성이 떨어질 우려가 있었던 것과는 달리, 본 발명은 리브의 위치에 도 5a와 같이 그루브(17)를 가공시킴으로서 프레임의 전체질량이 증가 되지 않으면서 동특성을 개선할 수 있게됨을 알 수 있다.

본 발명의 그루브에 의한 효과를 확인하기 위하여 리브 실험에서 효과적이었던 방법들을 적용하여 실험한 결과, 한정된 수치내에서 설계된 그루브가 프레임과 패널의 결합시 간섭이 일어나지 않으면서 진동의 동특성을 개선시키는 것을 확인하였다.

한편, 본 발명에서 프레임의 끝단에 성형된 그루브의 면적 관성모멘트(l_z )를 표현하면 하기 [수학식 1]로 나타낼 수 있다.

이와 같은 면적 관성모멘트는 프레임 끝단에서의 관성모멘트를 증가시키게 되어 진동의 동특성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명(그루브의 형상 등)이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명 한 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.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 섀도우 마스크를 지지하고 있는 프레임 전체의 강성을 보강하여 외부음파등에 의하여 발생되는 섀도우 마스크에서의 하울링 현상을 억제할 수 있는 특징이 있다.

이에 따라, 음극선관의 전체적인 색순도 저하를 방지하여 제품의 신뢰성 향상에 기여할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 음극선관의 내측에 장착되어 섀도우마스크를 지지하는 사각 형상의 프레임에 있어서,

   상기 프레임의 높이를 H라 할 때, 그 측벽에는 상기 섀도우마스크 결합측으로부터 0.15H∼0.3H의 높이에서 외측방향을 따라 돌출되는 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 프레임.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 그루브는 폭을 b₁, 높이를 h₁이라 할 때, 0.3≤h₁/b₁≤2 를 만족하는 것을 특징으로 하는 칼라음극선관의 프레임.

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