KR100708845B1 - 음극선관용 새도우 마스크 - Google Patents

Abstract

충격과 하울링에 대한 특성을 동시에 향상시키도록, 중심을 지나는 수직축에 따른 곡률반경이 중앙에서 수직축을 따라 단조감소하고 중심을 지나는 수평축에 따른 곡률반경이 중앙에서 수평축을 따라 단조감소하는 곡률로 형성되고, 수직축을 따른 곡률반경에 있어서 최소곡률반경의 최소값을 RVmin, 최대값을 RVmax라 하고 수평축을 따른 곡률반경에 있어서 최소곡률반경의 최소값을 RHmin, 최대값을 RHmax라 하면 [0.1RVmin+0.9RVmax, 0.9RVmin+0.1RVmax]⊂[RHmin, RHmax] 식을 만족하는 곡률로 형성하여 이루어지는 음극선관용 새도우 마스크를 제공한다.

음극선관, 새도우 마스크, 곡률, 최소곡률반경, 단조감소, 충격, 하울링, 수직축,최대값

Description

음극선관용 새도우 마스크 {Shadow Mask for Cathode Ray Tube}

도 1은 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 일실시예를 적용한 음극선관을 나타내는 부분단면 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 일실시예를 나타내는 사시도이다.

도 3은 종래 방식의 새도우 마스크의 1차∼4차 공진모드에서 변형에너지의 분포를 나타내는 시뮬레이션 이미지이다.

도 4는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 1차∼4차 공진모드에서 변형에너지의 분포를 나타내는 시뮬레이션 이미지이다.

본 발명은 음극선관용 새도우 마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격과 하울링에 대한 특성을 동시에 향상시키는 것이 가능하도록 최소곡률반경의 최대값과 최소값의 범위를 일정한 조건 범위내로 규정한 음극선관용 새도우 마스크에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은 전자총으로부터 발사된 전자빔이 편향요크의 편향자 계에 의하여 편향되면서 색선별기능을 갖는 새도우 마스크를 통과하여 패널 내면에 형성된 형광막의 녹색, 청색, 적색의 형광체에 충돌하고, 전자빔이 충돌된 형광체가 여기 발광하는 것에 의하여 소정의 화상을 구현하도록 이루어진다.

상기 새도우 마스크는 음극선관의 방출된 전자빔을 선별하여 해당하는 형광면에 정확하게 랜딩시키는 색선별기능을 수행하는 데, 통상적으로 음극선관의 전면 유리인 패널의 크기나 형상에 따라 전체적인 모양을 결정하며, 대부분 대각 기준으로 대략 R=2,000mm 정도의 곡률반경을 갖고 형성된다.

최근의 음극선관은 점차적으로 대형화되고, 패널의 전면을 평탄화하는 추세이므로, 새도우 마스크도 해당 음극선관의 특성에 맞추어 구성하게 된다. 그러나 새도우 마스크가 그 곡률반경을 크게 하면서 대형화된 구조로 형성되는 경우에는 구조적인 강도가 취약해지고, 이에 따른 문제를 수반하게 된다. 즉 음극선관에 있어서, 새도우 마스크의 곡률이 1.6R 이상으로 되면, 일정한 충격으로부터 그 형상을 쉽게 유지하지 못하는 경향이 있으며, 이러한 새도우 마스크의 변형은 음극선관의 제품 품질에 악영향을 미치게 된다.

또 새도우 마스크가 대형화되고 곡률을 평탄화하여 형성되는 경우에는 하울링(howling) 특성에 약점을 갖게 된다. 즉 상기 새도우 마스크를 갖는 음극선관이 대형 칼라 텔레비젼으로 사용되는 경우, 상기 새도우 마스크는 소리에 의한 영향을 받아 떨릴 수 있게 되는 데, 상기 새도우 마스크가 대형화될 때에는 그 구조적 강도 약화로 인해 상기와 같은 하울링 현상에 더욱 취약해지게 된다.

그리고 패널 외면을 평면으로 형성하고 내면의 곡률반경을 크게 형성하는 경 우, 새도우 마스크의 곡률반경도 증가하여 평탄화된다. 그런데, 새도우 마스크의 곡면 일부가 국부적으로 평탄하게 된 경우에는 외부에서 가해지는 충격 하중으로 인하여 상기 평탄한 부분에서 초기 변형이 발생하고, 하중이 계속 작용함에 따라 변형이 주변부로 전파되어 새도우 마스크가 소성변형되고, 화상 재현시에 전자총에서 방출되는 전자빔이 새도우 마스크를 통과하는 동안 왜곡되어 대응되는 형광체를 정확하게 발광시키지 못하여 화상의 떨림과 색순도의 저하 등이 발생한다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수직축 및 수평축을 따른 곡률반경의 최소곡률반경에 대한 최소값과 최대값을 적절한 범위 내로 설정하여 설계하는 것에 의하여 충격과 하울링에 대한 특성을 동시에 향상시킨 음극선관용 새도우 마스크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 음극선관용 새도우 마스크는 중심을 지나는 수직축에 따른 곡률반경이 중앙에서 수직축을 따라 단조감소하고 중심을 지나는 수평축에 따른 곡률반경이 중앙에서 수평축을 따라 단조감소하는 곡률로 형성되고, 수직축을 따른 곡률반경에 있어서 최소곡률반경의 최소값을 RVmin, 최대값을 RVmax라 하고 수평축을 따른 곡률반경에 있어서 최소곡률반경의 최소값을 RHmin, 최대값을 RHmax라 하면 [0.1RVmin+0.9RVmax, 0.9RVmin+0.1RVmax]⊂[RHmin, RHmax] 식을 만족하는 곡률로 형성하여 이루어진다.

그리고 본 발명의 음극선관용 새도우 마스크는 가로:세로의 화면비가 16:9인 경우에는 유효화면의 대각에서 장변부의 1/3 지점까지 단조감소하는 곡률로 형성되고, 유효화면의 대각에서 장변부의 1/3지점까지에 있어서 최소곡률반경의 최대값을 REmax라 하면 REmax<RVmin 식을 더 만족하는 곡률로 형성하여 이루어진다.

다음으로 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 패널(2), 펀넬(4), 넥크부(6)의 진공용기로 이루어지고, 전자총(8), 편향요크(9) 등이 설치되는 음극선관의 내부에 장착되어 사용된다.

상기 패널(2)의 내면에는 도트(dot) 또는 스트라이프(stripe) 형상으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체가 블랙매트릭스(BM)를 사이에 두고 소정의 패턴으로 도포되는 형광막(3)이 형성된다.

상기에서 전자빔을 방출하기 위한 전자총(8)은 넥크부(6)의 내부에 설치되고, 상기 전자총(8)에서 방출된 전자빔을 편향시키 위한 편향요크(9)는 펀넬(4)의 외면에 설치된다.

상기 패널(2)과 펀넬(4), 넥크부(6)는 일체로 결합되어 진공용기를 이루게 된다.

상기 패널(2)에는 프레임(18)을 통하여 지지되는 새도우 마스크(10)가 상기 형광막(3)으로부터 소정의 간격을 두고 설치된다.

상기 새도우 마스크(10)에는 다수의 전자빔 통과공(12)이 형성되고, 상기 전자빔 통과공(12)이 형성되며 실제 화상을 재현하는 데 사용되는 유효화면부(11)와 전자빔 통과공(12)이 형성되지 않으며 실제 화상을 재현하는 데 사용되지 않는 무공부(13)로 이루어진다.

상기 유효화면부(11)는 무공부(13)에 의해 사방이 둘러싸인 형상으로 형성된다.

또 상기 새도우 마스크(10)는 상기 프레임(18)에 고정하기 위하여 상기 무공부(13)의 모서리로부터 프레임(18)쪽으로 굽혀서 스커트부(14)를 형성한다.

상기와 같이 이루어지는 음극선관은 전자총(8)으로부터 발사된 전자빔이 편향요크(9)의 편향자계에 의하여 편향되면서 색선별기능을 갖는 새도우 마스크(10)의 전자빔 통과공(12)을 통과하여 패널(2) 내면에 형성된 형광막(3)의 녹색, 청색, 적색의 형광체에 충돌하고, 전자빔이 충돌된 형광체가 여기 발광하는 것에 의하여 소정의 화상을 구현하도록 이루어진다.

그리고 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크(10)의 일실시예는 중심을 지나는 수직축(Y)에 따른 곡률반경이 중앙에서 수직축을 따라 단조감소하고 중심을 지나는 수평축(X)에 따른 곡률반경이 중앙에서 수평축을 따라 단조감소하는 곡률로 형성하여 이루어진다.

상기에서 중심을 지나는 수직축(Y)에 따른 곡률반경은 중앙에서 수직축을 따라 끝단으로 갈수록 대부분 변화하게 되는 데, 그 변화하는 곡률반경을 함수식으로 나타내면 실제적으로 단조감소함수를 이루게 된다.

마찬가지로 중심을 지나는 수평축(X)에 따른 곡률반경도 중앙에서 수평축을 따라 끝단으로 갈수록 대부분 변화하게 되는 데, 그 변화하는 곡률반경을 함수식으 로 나타내면 실제적으로 단조감소함수를 이루게 된다.

즉 수직축(Y) 및 수평축(X)에 따라 일정한 간격(예를 들면 10mm, 5mm, 1mm 등의 간격)으로 관축방향의 값을 측정하고, 이 관축방향의 값을 이용하여 근접하는 다항식(예를 들면 4차의 함수식)을 유도하면, 이 다항식은 단조감소함수를 이루게 되며, 이 때 단조감소함수에 의하여 표현되는 곡률 또는 곡면을 단조감소한다고 한다.

그리고 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크(10)의 일실시예는 중심을 지나는 수직축(Y)을 따른 곡률반경에 있어서 최소곡률반경의 최소값을 RVmin, 최대값을 RVmax라 하고, 중심을 지나는 수평축(X)을 따른 곡률반경에 있어서 최소곡률반경의 최소값을 RHmin, 최대값을 RHmax라 하면, [0.1RVmin+0.9RVmax, 0.9RVmin+0.1RVmax]⊂[RHmin, RHmax] 식을 만족하는 곡률로 형성하여 이루어진다.

상기에서 최소곡률반경은 상기 단조감소함수의 형태로 변화하는 곡률반경에 있어서 최소값을 나타내는 곡률반경을 의미하며, 이 최소곡률반경의 편차에 있어서 최소값을 RVmin, RHmin, 최대값을 RVmax, RHmax라 한다.

상기 [0.1RVmin+0.9RVmax, 0.9RVmin+0.1RVmax]⊂[RHmin, RHmax] 식은 수평축(X)을 따른 최소곡률반경의 최소값(RHmin)과 최대값(RHmax)으로 이루어지는 집합에 대하여 수직축(Y)을 따른 최소곡률반경의 최소값(RVmin)에 0.1을 곱하고 최대값(RVmax)에 0.9를 곱하여 더한 값과 수직축(Y)을 따른 최소곡률반경의 최소값(RVmin)에 0.9를 곱하고 최대값(RVmax)에 0.1을 곱하여 더한 값으로 이루어지는 집합이 부분집합이 되어야 함을 의미한다.

상기 식은 새도우 마스크(10)가 다양한 곡률반경을 갖도록 수많은 시뮬레이션을 행하고, 충격 및 하울링특성을 동시에 만족하는 다양한 새도우 마스크의 시제품을 제작하여 실험과 측정을 거듭한 결과, 다양한 데이터를 정리하던 중에 최소곡률반경 사이에 일정한 관계가 있음을 발견하고, 이를 경험적으로 유도하여 이루어진 것이다.

그리고 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크(10)의 일실시예는 가로:세로의 화면비가 16:9인 경우에는 유효화면부(11)의 대각에서 장변부의 1/3 지점까지 단조감소하는 곡률로 형성되고, 유효화면부(11)의 대각에서 장변부의 1/3지점까지에 있어서 최소곡률반경의 최대값을 REmax라 하면 REmax<RVmin 식을 더 만족하는 곡률로 형성하여 이루어진다.

상기에서 유효화면부(11)의 대각은 유효화면부(11)의 대각선방향을 의미하며, 장변부의 1/3 지점은 유효화면부(11)의 대각선에서 중앙쪽으로 전체 장변부 길이의 1/3의 길이로 이동한 지점을 의미한다.

도 3에는 종래 방식의 새도우 마스크에 있어서 1차∼4차 공진모드에서의 변형에너지 분포를 시뮬레이션한 결과를 나타내며, 도 4에는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크에 있어서 1차∼4차 공진모드에서의 변형에너지 분포를 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.

도 3과 도 4를 비교해 보면, 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크가 종래 방식의 새도우 마스크에 비하여 1차 공진모드에서 변형에너지가 고르게 분포되는 것을 확인할 수 있다.

그리고 다음의 표 1에는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크와 종래 방식의 새도우 마스크에 있어서 1차∼4차의 공진모드에서 공진주파수와 각 공진주파수에 따른 새도우 마스크에서의 최대진폭을 대각부와 수평부로 구분 비교하여 나타낸다.

공진모드	종래방식			본 발명
	공진주파수	최대진폭		공진주파수	최대진폭
		대각부	수평부		대각부	수평부
1치	0.58	0.88	1.00	0.66	0.38	0.46
2차	0.80	0.29	0.25	0.81	0.10	0.13
3차	0.87	0.38	0.25	0.90	0.17	0.25
4차	0.92	0.54	0.67	1.00	0.38	0.50

상기 표 1로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 음극선0.관용 새도우 마스크가 종래 방식의 새도우 마스크에 비하여 공진주파수가 증가할 뿐만 아니라, 각 공진주파수별 최대진폭은 크게 감소함을 알 수 있다.

본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크에 있어서, 곡률의 범위를 규정하는 상기 조건식은 다양한 곡률반경을 갖도록 수많은 시뮬레이션을 행하고, 다양한 시제품을 제작하여 실험을 거듭한 결과 경험적으로 얻어진 것이며, 대표적인 사례의 측정결과를 상기 표 1로 정리하여 나타내었다.

상기와 같은 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크는 슬림(slim)화를 위하여 115°이상으로 편향각의 광각화(종래 음극선관의 경우에는 대략 102∼106°범위의 편향각을 가짐)를 구현하는 음극선관에 적용하는 경우에 보다 더 큰 효과를 얻을 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크에 의하면, 종래 방식의 새도우 마스크에 비하여 공진주파수가 증가할 뿐만 아니라 최대진폭이 크게 감소하므로 하울링 특성이 향상된다.

또 본 발명에 따른 음극선관용 새도우 마스크에 의하면, 충격강도에 영향을 미치는 변형에너지가 종래 방식의 새도우 마스크에 비하여 전체적으로 고르게 분포하므로 충격에 대한 특성이 향상된다.

Claims (5)

1. 중심을 지나는 수직축에 따른 곡률반경이 중앙에서 수직축을 따라 단조감소하고 중심을 지나는 수평축에 따른 곡률반경이 중앙에서 수평축을 따라 단조감소하는 곡률로 형성되고,

   수직축을 따른 곡률반경에 있어서 최소곡률반경의 최소값을 RVmin, 최대값을 RVmax라 하고 수평축을 따른 곡률반경에 있어서 최소곡률반경의 최소값을 RHmin, 최대값을 RHmax라 하면 [0.1RVmin+0.9RVmax, 0.9RVmin+0.1RVmax]⊂[RHmin, RHmax] 곡률로 형성되는 음극선관용 섀도우 마스크.
2. 청구항 1에 있어서,

   유효화면의 대각에서 장변부의 1/3 지점까지 단조감소하는 곡률로 형성되고,

   유효화면의 대각에서 장변부의 1/3지점까지에 있어서 최소곡률반경의 최대값을 REmax라 하면 REmax<RVmin 식을 더 만족하는 곡률로 형성하는 음극선관용 새도우 마스크.
3. 내면에 형광막이 형성되는 패널과, 상기 패널에 연결 설치되는 펀넬과, 상기 펀넬에 연결 설치되는 넥크부와, 상기 넥크부에 설치되고 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 외주면에 설치되고 상기 전자총에서 방출하는 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내부에 설치되고 상기 전자총에서 방출하는 전자빔을 색선별하는 새도우 마스크를 포함하여 이루어지고,

   상기 새도우 마스크는 중심을 지나는 수직축에 따른 곡률반경이 중앙에서 수직축을 따라 단조감소하고 중심을 지나는 수평축에 따른 곡률반경이 중앙에서 수평축을 따라 단조감소하는 곡률로 형성되고, 중심을 지나는 수직축을 따른 곡률반경에 있어서 최소곡률반경의 최소값을 RVmin, 최대값을 RVmax라 하고, 중심을 지나는 수평축을 따른 곡률반경에 있어서 최소곡률반경의 최소값을 RHmin, 최대값을 RHmax라 하면, [0.1RVmin+0.9RVmax, 0.9RVmin+0.1RVmax]⊂[RHmin, RHmax] 식을 만족하는 곡률로 형성되는 음극선관.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 패널의 가로:세로 화면비가 16:9이고,

   상기 새도우 마스크는 유효화면의 대각에서 장변부의 1/3 지점까지 단조감소하는 곡률로 형성되고, 유효화면의 대각에서 장변부의 1/3지점까지에 있어서 최소곡률반경의 최대값을 REmax라 하면 REmax<RVmin 식을 더 만족하는 곡률로 형성되는 음극선관.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

   상기 편향요크에 의하여 편향되는 전자빔의 편향각이 115°이상으로 광각화되도록 구성되는 음극선관.

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