KR100712903B1 - 음극선관용 섀도우마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관용 섀도우마스크에 관한 것으로서, 편향각이 120도 이상의 슬림형 음극선관이며, 상기 섀도우마스크는 상기 전자빔이 통과하는 슬롯 소공부의 폭(Sw) 및 상기 섀도우 마스크의 외곽측으로 대공부의 끝단과 소공부의 끝단까지의 수평거리(Ta)가 1 < Ta/Sw < 2의 범위를 만족하는 슬롯이 적어도 하나 이상 형성하도록 구성되어, 광각화된 슬림형 음극선관에서 발생할 수 있는 슬롯과 전자빔과의 간섭을 방지함으로써 상기 전자빔의 간섭에 의한 화면의 왜곡현상 및 주변부 휘도저하 등의 문제점을 개선할 수 있는 효과가 있다.

섀도우마스크, 슬롯, 소공부, 대공부

Description

음극선관용 섀도우마스크{Shadow mask for CRT}

도 1은 일반적인 음극선관의 내부 구조를 도시한 단면도,

도 2는 전자빔의 섀도우마스크 슬롯을 통과하는 경로를 나타내는 도,

도 3은 정상 또는 왜곡이 발생하는 경우에 있어서 전자빔 형상을 나타내는 도,

도 4는 본 발명에 따른 대공부의 폭이 증가한 음극선관용 섀도우마스크를 나타내는 도,

도 5는 전자빔의 입사각을 나타내기 위한 음극선관의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

30 : 섀도우마스크 31 : 소공부

32 : 대공부

본 발명은 음극선관용 섀도우마스크에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 섀도우마스크에 형성된 슬롯의 패널측을 향하는 부분인 대공부의 폭을 적절하게 조절함으로써 광각화된 슬림형 음극선관에서 발생할 수 있는 슬롯과 전자빔과의 간섭을 방지할 수 있는 음극선관용 섀도우마스크에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은 전기신호를 전자빔으로 형성하고 이를 형광면에 주사시켜 광학상으로 변환하여 표시하는 장치를 말한다.

도 1은 음극선관의 일반적인 구조가 도시된 단면도이며, 상기 음극선관은 패널(1), 펀넬(2), 섀도우 마스크(3), 형광면(4), 프레임(5), 스프링(6), 인너쉴드(7), 편향요크(8), 전자총(9) 및 보강밴드(10)를 포함하여 구성된다.

상기 음극선관의 동작에 따르면, 전자총(9)에서 방출된 전자빔은 펀넬(2)의 목 부분에 설치된 편향요크(8)에 의해 상하좌우로 편향되어 진행하고, 상기 섀도우 마스크(3)의 유효면에 형성된 슬롯을 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광면(4)에 도달하게 된다. 이때, 상기 형광면(4)이 전자빔의 에너지에 의해 발광함으로써 화상이 재현되어 사용자는 패널(1)을 통해 재현된 화상을 볼 수 있다.

상기 섀도우 마스크(3)는 대체적으로 상기 패널(1)과 평행하도록 지지되어지는데, 이를 위해 음극선관은 상기 섀도우 마스크(3)의 일측과 용접된 프레임(5)을 포함하여 구성되어 있으며, 상기 프레임(4)과 상기 패널(1)이 결합, 고정되도록 스프링(6)이 설치되어있다.

또한, 전자빔이 외부의 지자계에 의해 이동경로가 휘지 않도록 상기 지자기 를 차단하는 인너쉴드(7)를 포함하며 패널(1)이 받는 응력을 분산시키기 위한 보강밴드(10)가 장착되어있다.

최근 디스플레이의 트랜드는 디지털화, 초 고정세와, 플랫화 및 슬림화인데, 특히 음극선관에 있어서 기타 디스플레이 수단인 LCD 및 PDP와의 경쟁력 강화의 일환으로 상기 슬림화는 음극선관의 결정적인 품질이 된다.

이에 따라 최근의 슬림화된 음극선관은 전장길이가 축소되어지며, 상기 전장길이 축소에 따라 전자빔의 편향각이 증가하게 되는데, 이를 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 전자빔의 섀도우마스크 슬롯을 통과하는 경로를 나타내는 도이다.

상기 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 일반적인 음극선관의 경우 편향중심으로부터 패널 유효면 양측 대각의 끝단으로 이루어지는 편향각(2*β)은 약 90도 내지 110도의 값을 나타내었다. 그러나 전장길이 35Cm 이하의 광각화된 슬림형 음극선관은 상기 전장길이 축소에 의해 편향중심이 패널측을 향하여 이동하게 되며, 이에 따라 상기 편향각(2*α)이 120도 이상으로 증가하게 된다.

일반적인 섀도우마스크(3)를 광각화된 슬림형 음극선관에 적용하는 경우 도시된 바와 같이 전자빔이 상기 섀도우마스크(3)에 형성된 슬롯(3a)을 통과하는 도중에, 슬롯(3a)의 패널(1)측을 향하는 부분인 대공부의 일단과 충돌하게 되는 간섭현상이 발생하게 되는데, 상기 전자빔의 간섭현상 발생시 도 3에 도시된 바와 같이 전자빔 형상의 왜곡이 발생하게 된다. 이러한 현상은 형광체에 도달한 전자빔의 양이 감소하므로 휘도특성에도 악영향을 미치게 된다.

따라서, 상기와 같은 전자빔의 간섭에 의한 화질 열화를 개선하기 위해서는 상기 섀도우마스크(3)에 형성되는 슬롯(3a)에서 전자빔이 충돌하는 대공부 일단의 폭을 일정 이상 크게 가져갈 필요가 있는데, 상기 슬롯(3a)의 대공부의 폭은 섀도우마스크(3)의 구조강도와 직접 관계하므로 상기 대공부의 폭을 넓히는데 있어서 소정의 제한이 필요하다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 광각화된 슬림형 음극선관에 적용되는 섀도우마스크에 있어서 상기 섀도우마스크에 형성되는 슬롯의 형상을 개선하여 슬롯과 전자빔과의 간섭을 방지함으로써 상기 전자빔의 간섭에 의한 화면의 왜곡현상 및 주변부 휘도저하 등의 문제점을 개선하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 음극선관용 섀도우마스크는 편향각이 120도 이상의 슬림형 음극선관이며, 상기 섀도우마스크는 상기 전자빔이 통과하는 슬롯의 소공부의 폭(Sw) 및 상기 섀도우 마스크의 외곽측으로 대공부의 끝단과 소공부의 끝단까지의 수평거리(Ta)가 1 < Ta/Sw < 2의 범위를 만족하는 슬롯이 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 제 2실시예에 따르면, 음극선관용 섀도우마스크는 편향각이 120도 이상의 슬림형 음극선관이며, 상기 섀도우 마스크의 두께(t) 및 상기 섀도우 마스크 외곽측으로 대공부의 끝단과 소공부의 끝단까지의 수평거리(Ta)가 1 < Ta/t < 2의 범위를 만족하는 슬롯이 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 대공부의 폭이 증가한 음극선관용 섀도우마스크를 나타내는 도이며, 도 5는 전자빔의 입사각을 나타내기 위한 음극선관의 단면도이다.

상기 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 섀도우마스크(30)는 전자빔 색선별 작용을 하는 슬롯이 다수개로 형성되어 있으며, 상기 슬롯은 폭이 가장 좁은 소공부(31)와 상기 슬롯의 패널측을 향하는 부분인 태이퍼(taper) 형상의 대공부(32)를 포함하고 있고, 상기 소공부(31)의 폭을 Sw로 정의하고 상기 섀도우마스크(30) 외곽측(x방향)으로의 대공부의 끝단과 소공부의 끝단까지의 수평거리를 Ta로 정의하며, 전자빔이 상기 슬롯을 통과하여 주사되는 입사각을 θ로 정의할 수 있다.

광각화된 슬림형 음극선관에 있어서 편향중심으로부터 패널의 유효면 양측 대각의 끝단으로 이루어지는 편향각도는 약 120도 이상의 광각으로 이루어지며, 이는 상기 패널의 중심축으로부터 전자빔이 상기 패널의 유효면 대각의 끝단을 타격하는 경우의 편향각도가 약 60도 이상이 되는 것이다.

상기 도 5는 패널(1) 및 섀도우마스크(30)의 장변부를 따라 절단한 음극선관의 단면도로서, 섀도우마스크(30)의 각 지점에서 전자빔이 각 지점의 슬롯을 통과 하는 경우의 입사각을 나타내고 있다.

펀넬(2)과 융착된 패널(1) 내면의 일측에 고정 형성된 섀도우마스크(30)의 대략 장변부를 따라 1/2 되는 지점에서 편향요크(4)에서 발생한 자계에 의해 편향된 전자빔이 상기 지점의 슬롯을 통과하는 경우의 입사각을 θ'로 나타낼 수 있고, 상기 섀도우마스크(30)의 장변부 끝단 지점에서 전자빔이 상기 지점의 슬롯을 통과하는 경우의 입사각을 θ''로 나타낼 수 있다.

도 4에서 상기 슬림형 음극선관은 최대 편향각 120도 이상의 광각특성을 가지므로 상기 섀도우마스크(30)는 전자빔이 θ>47 의 입사각으로 통과하는 슬롯이 적어도 하나 이상 존재하게 되며, 상기와 같은 일정값 이상의 입사각을 갖는 슬롯은 전자빔 충돌에 의한 간섭현상을 방지하기 위해 상기 슬롯의 형상을 개선해야 하는데, 특히 상기 전자빔이 충돌하는 부분인 대공부(32)의 폭의 길이를 적절하게 조절할 필요가 있다.

본 발명에 따르면 상기 대공부(32)의 폭의 길이를 조절하는데 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이 섀도우마스크(30) 외곽측 방향으로의 대공부(32) 끝단과 소공부(31)의 끝단까지의 수평거리 Ta값을 조절하는 방법을 택하게 되는데, 상기와 같이 위치하는 슬롯의 일측이 전자빔과 충돌하는 부분이므로 상기 Ta값을 증가시킴으로써 전자빔 간섭현상을 방지할 수 있다.

또한, 상기와 같은 전자빔의 간섭현상은 슬롯을 통과하는 전자빔의 입사각이 일정각 이상의 광각인 경우에 발생하므로, 입사각 θ값이 θ>47 의 범위를 만족하는 경우에 상기 Ta값을 증가시키도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 Ta값을 증가시키는데 있어서 전자빔의 간섭현상은 섀도우마스크(30)의 두께 t, 소공부 폭의 길이 Sw에도 영향을 받으므로, 상기 Ta값은 Sw값 및 t 값에 관한 관계식에 따라 소정의 범위를 만족하도록 한다. 이때, Ta < 0.380mm 의 범위를 만족하도록 함으로써, Ta값이 과도히 증가함에따라 섀도우마스크(30)의 구조강도가 저하되는 것을 방지하도록 한다.

본 발명의 제 1실시예에 따르면 상기 대공부 끝단과 소공부 끝단까지의 거리 Ta 값을 소공부 폭의 길이 Sw 대비 1 내지 2의 범위의 값을 갖도록 형성하는데, 이에 따라 상기 Ta 값은 Sw가 증가하는 경우에 상기의 범위를 만족하도록 하여 동시에 증가하도록 형성한다.

일반적으로 섀도우마스크(30)는 중앙부에서 외곽으로 갈수록 슬롯을 크게 형성하여 전자빔 통과량을 증가시킨다. 이는 상기 음극선관의 패널 형상이 중앙에서 주변부로 갈수록 두꺼운 형태를 가지므로 상기 패널 주변부의 투과율이 낮아 B/U(bright Uniformity) 특성이 저하될 수 있는데, 상기한 바와 같이 섀도우마스크(30) 주변부의 슬롯을 크게 형성하여 휘도를 증가시킴으로써 B/U 특성을 향상시킬 수 있기 때문이다.

따라서, 상기 섀도우마스크(30)의 외곽으로 갈수록 전자빔의 편향각 θ가 점차 증가하게 되어 이에 대응하여 대공부 끝단과 소공부 끝단까지의 거리 Ta 값이 증가하여야 하는데, 상기 섀도우마스크(30)의 외곽으로 갈수록 소공부의 폭의 길이 Sw값이 증가함에 따라 상기 Ta 값도 1 < Ta/Sw < 2 의 범위를 만족하면서 증가하게 되므로 전자빔의 충돌에 의한 간섭현상을 방지할 수 있다.

상기 Ta 값이 Ta/Sw < 2 의 범위를 만족하도록 하는 것은 Ta값이 과도히 증가하는 경우에 발생할 수 있는 섀도우마스크(30)의 구조강도 약화를 방지하기 위함 이다.

한편, 상기 전자빔의 간섭현상은 섀도우마스크(30)의 두께 t와 관련하며, 상기 두께 t가 증가하는 경우에는 Ta값도 이에 대응하여 소정의 값으로 증가하여야 하는데, 이에 따라 상기 섀도우마스크(30)의 두께 t가 소공부의 폭의 길이 Sw보다 큰 경우, 상기 Ta가 Ta/t > 1의 범위를 더 만족하도록 하여 전자빔의 간섭현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명의 제 2실시예에 따르면 상기 대공부 끝단과 소공부 끝단까지의 거리 Ta 값을 섀도우마스크(30) 두께 t 대비 1 내지 2의 범위의 값을 갖도록 형성하는데, 이에 따라 상기 Ta 값은 t가 증가하는 경우에 상기의 범위를 만족하도록 하여 동시에 증가하도록 형성한다.

일반적으로 섀도우마스크(30)의 두께는 드랍특성 때문에 그 축소에 제한이 따르게 되는데, 일반적으로 0.22mm 또는 0.25mm의 두께를 갖는 섀도우마스크(30)가 사용되며, 본 발명에서 또한 상기한 두께를 갖는 섀도우마스크(30)가 적용된다.

상기 섀도우마스크(30)의 두께가 증가하는 경우 전자빔이 충돌하게 되는 슬롯의 일측 내벽의 높이가 증가하게 됨으로써 전자빔의 간섭현상이 얇은 두께의 섀도우마스크(30) 적용시보다 쉽게 발생할 수 있으므로, 상기 두께 t의 증가에 따라 Ta 값도 상기 범위를 만족하면서 증가하도록 구성한다.

한편 상기 Ta 값이 Ta/t < 2 의 범위를 만족하도록 하는 것 또한 Ta값이 과도히 증가하는 경우에 발생할 수 있는 섀도우마스크(30)의 구조강도 약화를 방지하기 위함이다.

이와 함께, 전자빔의 간섭현상은 상기 소공부의 폭의 길이 Sw에도 영향을 받으므로, 상기 소공부의 폭의 길이 Sw가 섀도우마스크(30)의 두께 t 보다 큰 경우, 상기 Ta 값은 Ta/Sw > 1의 범위를 더 만족하도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예를 아래 표 1을 참조하여 설명한다.

x	0	48	95	142	188	234	278	305
Sw	0.163	0.168	0.175	0.188	0.200	0.213	0.225	0.238
Ta	0.000	0.041	0.082	0.108	0.144	0.168	0.199	0.217
A	0.0	9.4	18.1	23.3	30.0	34.0	38.5	40.9
Ta/Sw	0.0	0.2	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	0.9
Ta/t	0.0	0.2	0.3	0.4	0.6	0.7	0.8	0.9

(섀도우마스크 두께 0.25mm)

x	0	48	95	142	188	234	278	305
Sw	0.163	0.168	0.175	0.188	0.200	0.213	0.225	0.238
Ta	0.000	0.069	0.136	0.179	0.237	0.274	0.316	0.335
A	0	15	29	36	43	48	52	53
Ta/Sw	0.0	0.4	0.8	1.0	1.2	1.3	1.4	1.4
Ta/t	0.0	0.3	0.5	0.7	0.9	1.1	1.3	1.3

(섀도우마스크 두께 0.25mm)

x	0	48	95	142	188	234	278	305
Sw	0.143	0.147	0.154	0.165	0.176	0.187	0.198	0.209
Ta	0.000	0.061	0.120	0.158	0.208	0.241	0.278	0.295
A	0	15	29	36	43	48	52	53
Ta/Sw	0.0	0.4	0.8	1.0	1.2	1.3	1.4	1.4
Ta/t	0.0	0.2	0.5	0.6	0.8	1.0	1.1	1.2

(섀도우마스크 두께 0.22mm)

상기 표 1은 Ta의 값을 Sw 및 t 값에 대해 종래의 비에 따라 적용한 경우를 나타내며, 상기 표 2 및 표 3은 Ta의 값을 본 발명에 따른 Sw 및 t 값에 대한 비를 적용한 경우를 나타낸다.

표 1에서와 같이 종래의 섀도우마스크(30)는 중심부에서 외곽으로 갈수록 슬롯의 폭이 늘어남에 따라 Ta값도 증가하나, 그 비의 값(Ta/Sw)은 1 이하로 형성되어 있으며, 마찬가지로 Ta/t값 또한 1 이하로 형성되어 있다. 상기와 같은 종래의 데이터를 적용하여 섀도우마스크의 슬롯을 형성하면, 상기 섀도우마스크가 슬림형 음극선관에 적용되는 경우, 상기 전자빔의 슬롯에 의한 간섭현상을 효과적으로 방지할 수 없게 된다.

그러나, 표 2 및 표 3에서 나타난 바와 같이, 상기 섀도우마스크(30)의 장변부를 따라 중심부에서 외곽으로 갈수록 섀도우마스크(30) 슬롯의 소공부(31)의 폭의 길이가 증가함에 따라 Ta값도 증가하도록 하며, 특히 A>47 의 입사각으로 전자빔이 진행하는 슬롯의 Ta/Sw 값은 1 내지 2의 범위를 만족하도록 형성한다.

또한, 상기 섀도우마스크의 두께(t)가 0.25mm 또는 0.22mm인 경우 A>47 의 입사각으로 전자빔이 진행하는 슬롯의 Ta의 값을 상기 섀도우마스크의 두께(t)보다 크게 형성함으로써 전자빔의 간섭현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, Ta값을 섀도우마스크의 두께(t)와 관련하여 비의 값을 설정하는 경우에도 상기 표 2 및 표 3에 나타난 바와 같이 A>47 의 입사각으로 전자빔이 진행하는 슬롯의 Ta/t 값을 1 내지 2의 범위를 만족하도록 형성한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 음극선관용 섀도우마스크를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성됨에 따라 광각화된 슬림형 음극선관에 적용되는 섀도우마스크에 있어서 전자빔이 소정값 이상의 입사각으로 통과하는 슬롯의 형상을 개선하여 슬롯과 전자빔과의 간섭을 효과적으로 방지할 수 있으므로 상기 전자빔의 간섭에 의한 화면의 왜곡현상 및 주변부 휘도저하 등의 문제점을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 전자빔이 통과하는 다수개의 슬롯이 형성되어 전자빔의 색 선별 작용을 하는 섀도우마스크를 포함하는 음극선관에 있어서,

   상기 음극선관은 편향각이 120도 이상의 슬림형 음극선관이며,

   상기 섀도우마스크는 상기 슬롯의 소공부의 폭(Sw) 및 상기 섀도우마스크의 외곽측으로 대공부의 끝단과 소공부의 끝단까지의 수평거리(Ta)가 1 < Ta/Sw < 2 의 범위를 만족하는 슬롯이 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 섀도우마스크의 두께를 t라고 할 때, 상기 섀도우마스크의 두께(t)가 소공부의 폭의 길이(Sw)보다 큰 경우, 상기 슬롯은 Ta/t > 1 의 범위를 더 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
3. 전자빔이 통과하는 다수개의 슬롯이 형성되어 전자빔의 색 선별 작용을 하는 섀도우마스크를 포함하는 음극선관에 있어서,

   상기 음극선관은 편향각이 120도 이상의 슬림형 음극선관이며,

   상기 섀도우마스크의 두께(t) 및 상기 섀도우마스크의 외곽측으로 대공부의 끝단과 소공부의 끝단까지의 수평거리(Ta)가 1 < Ta/t < 2 의 범위를 만족하는 슬롯이 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 슬롯의 소공부의 폭의 길이를 Sw라고 할 때, 상기 소공부의 폭의 길이(Sw)가 섀도우마스크의 두께(t) 보다 큰 경우, 상기 슬롯은 Ta/Sw > 1 의 범위를 더 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 섀도우마스크는 그 구조강도의 저하가 방지되도록 상기 섀도우마스크 외곽측으로 대공부의 끝단과 소공부의 끝단까지의 수평거리(Ta)가 Ta < 0.380mm 의 범위를 더 만족하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.
6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 섀도우마스크는 상기 슬롯 중 전자빔이 47도 이상의 입사각으로 통과하는 슬롯이 적어도 하나 이상 존재하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 섀도우마스크.

Images