KR100728202B1 - 음극선관용 마스크 조립체 - Google Patents

Abstract

마스크 조립체 설치용 스프링을 지지하는 스프링 홀더의 구조를 개선하여 마스크 조립체의 열팽창 보정량의 조절이 가능하도록 한 음극선관용 마스크 조립체에 관한 것으로, 본 발명의 마스크 조립체는, 다수개의 빔통과용 홀을 형성하여 전자빔을 색 선별하는 섀도우 마스크와; 상기 섀도우 마스크를 지지하는 마스크 프레임과; 상기 마스크 프레임에 일측이 고정되는 프레임 고정부 및 상기 프레임 고정부의 일측에 스프링이 고정되는 스프링 고정부를 구비하는 스프링 홀더를 구비하며, 상기 스프링 고정부에 상기 스프링의 일단이 고정되고 상기 스프링의 다른 단부가 패널 내면에 매립된 스터드 핀에 고정되는 스프링 조립체;를 포함하며, 상기 스프링 홀더의 스프링 고정부는 바이메탈부로 이루어지고, 프레임 고정부는 단일 재질의 단일부로 이루어진다.

음극선관, 스프링, 바이메탈, 후크, 실효장, 마스크, 텐션, 인장

Description

음극선관용 마스크 조립체{MASK ASSEMBLY FOR CATHODE RAY TUBE}

도 1은 종래 기술에 따른 음극선관용 마스크 조립체의 결합 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 음극선관용 마스크 조립체의 결합 사시도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스프링 조립체를 나타내는 사시도.

본 발명은 인장 마스크를 채용한 음극선관용 마스크 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 조립체 설치용 스프링을 지지하는 스프링 홀더의 구조를 개선하여 마스크 조립체의 열팽창 보정량의 조절이 가능하도록 한 음극선관용 마스크 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 음극선관은 전자총에서 방출된 세줄기의 전자빔이 형광막 스크린내의 R, G, B 형광체에 충돌하여 상기 형광체를 여기시킴으로써 화상을 구현하는 표시장치이다.

이를 위하여 음극선관은, 내면으로 형광막 스크린을 구비하는 패널과, 형광막 스크린을 향하여 전자빔을 방출시키는 전자총과, 상기 전자총을 내부로 장착하는 넥크부와, 상기 패널과 넥크부를 연결하는 나팔체 형상의 펀넬과, 상기 형광막 스크린과 평행하게 장착되는 섀도우 마스크를 구비하는 마스크 조립체를 포함한다.

상기 마스크 조립체는 내면으로 형광막 스크린에 평행하게 근접 배치되어 전자총에서 발사된 전자빔을 해당 형광체로 분리 랜딩시켜 색선별 기능을 수행하는 부품으로서, 색 선별 전극으로서 작용하는 섀도우 마스크와, 섀도우 마스크를 지지하는 마스크 프레임과, 마스크 프레임을 패널에 고정시키는 다수개의 스프링부재를 포함한다.

상기 섀도우 마스크는 극히 얇은 두께의 알루미늄 킬드(AK)강 또는 인바(INVAR)강에 공지의 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 다수개의 빔통과용 어퍼쳐를 형성한 다음, 드로잉(drawing)하여 최종 형상으로 완성된다.

이러한 섀도우 마스크는 넓은 면적에 비해 두께가 극히 얇고, 수십만개의 빔통과용 어퍼쳐가 형성되어 있기 때문에, 강도가 극히 약하여 외부 충격에 의해 꺼짐이 일어나거나 전자빔의 지속적인 주사에 의해 형광막 스크린을 향하여 열팽창하는 소위 도밍(doming) 현상을 일으킨다.

이와 같이 섀도우 마스크가 변형되거나 도밍 현상을 일으키면, 빔통과용 어퍼쳐의 위치가 변하여 전자빔의 정확한 색분리를 방해하므로 화면의 색순도를 저하시키게 된다.

따라서 상기한 단점을 극복하고 화면의 대형 및 평면화 추세에 대응하기 위하여, 인장력이 가해진 상태에서 프레임에 고정되는 인장 마스크가 개발되었다.

도 1은 종래 기술에 따른 마스크 조립체의 결합 사시도를 도시한 것으로, 다수개의 빔통과용 어퍼쳐(102a)를 구비하는 인장 마스크(102)는 주로 수직 방향(도 면에서 Y축 방향)으로 인장된 상태에서 지지부재(104a)에 용접되며, 상기 지지부재(104a)는 한쌍의 강성부재(104b)에 의해 일체로 연결된다.

여기에서, 상기 지지부재(104a)와 강성부재(104b)는 인장 마스크(102)를 지지하는 마스크 프레임(104)을 구성한다.

그리고, 지지부재(104a)와 강성부재(104b)의 각 측면부 외측에는 인장 마스크(102)가 설치된 마스크 프레임(104)을 패널 내면에 설치하기 위한 스프링 조립체(106)가 각각 설치되는바, 상기 스프링 조립체(106)는 일단부가 마스크 프레임(104)에 용접되는 스프링 홀더(106a)와, 일단부는 상기 스프링 홀더(106a)에 고정되고 다른 단부는 패널의 내측면으로 매립된 스터드 핀에 체결용 홀(106c)을 통하여 고정되는 스프링(106b)으로 이루어지며, 스프링 홀더(106a)는 원내의 확대도에 도시한 바와 같이 서로 다른 열팽창계수를 갖는 고팽창부재(106a')와 저팽창부재(106a")가 길이방향으로 나란히 접합되어 일체로 제조된다.

이에 따라, 마스크 조립체는 상기와 같은 스프링 조립체(106)에 의해 패널 내측으로 장착될 수 있게 되는데, 이와 같이 마스크 조립체를 설치한 상태에서 전자빔 주사 또는 고전류 에이징에 의해 열에너지가 상승되면, 상기 스프링 홀더(106a)는 자체의 바이메탈 특성에 의해 소정 방향으로 휘어지게 되며, 이로 인해 인장 마스크(102)와 마스크 프레임(104)의 열팽창이 보정된다.

이와 같이, 상기 스프링 조립체(106)는 전자빔 충돌에 의한 섀도우 마스크와 마스크 프레임의 열팽창을 최종적으로 보정해주는 작용을 하게 된다.

그런데, 상기와 같은 구조의 스프링 홀더를 갖는 마스크 조립체에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.

통상, 마스크의 텐션 값이나 프레임의 구조에 따라 조절해야 할 보정량(여기에서, 상기 보정량은 마스크 조립체의 열팽창을 보정하는 양을 의미한다)은 항상 변화하게 되므로 상기 스프링 홀더는 모든 경우에 대하여 보정량을 적정하게 설계하여 구현할 수 있는 구조를 가져야 한다.

또한, 스프링 홀더는 음극선관의 제조시에 미리 설정되는 Q치(섀도우 마스크와 패널 내면간의 거리)에 따라 그의 길이가 미리 설정된다.

그러나, 종래의 스프링 홀더는 고팽창부재와 저팽창부재를 길이방향으로 나란히 접합하여 일체화한 구조를 가지므로, 스프링 홀더의 보정량을 적절하게 설계하는 데 제약이 있으며, 이러한 이유로 스프링 홀더에 의해 보정량이 적절하게 조절되지 못하는 경우에는 전자빔이 타색을 치게 되어 도밍(doming) 현상이 발생된다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마스크 조립체 설치용 스프링을 지지하는 스프링 홀더의 구조를 개선하여 마스크 조립체의 열팽창 보정량의 조절이 가능하도록 한 음극선관용 마스크 조립체를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은,

다수개의 빔통과용 홀을 형성하여 전자빔을 색 선별하는 섀도우 마스크와;

상기 섀도우 마스크를 지지하는 마스크 프레임과;

상기 마스크 프레임에 일측이 고정되는 프레임 고정부 및 상기 프레임 고정부의 일측에 스프링이 고정되는 스프링 고정부를 구비하는 스프링 홀더를 구비하며, 상기 스프링 고정부에 상기 스프링의 일단이 고정되고 상기 스프링의 다른 단부가 패널 내면에 매립된 스터드 핀에 고정되는 스프링 조립체;

를 포함하며, 상기 스프링 홀더의 스프링 고정부는 바이메탈부로 이루어지고, 프레임 고정부는 단일 재질의 단일부로 이루어지는 음극선관용 마스크 조립체에 의해 달성된다.

이와 같이 스프링 고정부만 바이메탈로 구성하는 스프링 홀더는 상기 홀더의 길이를 일정하게 설정한 상태에서도 바이메탈부의 길이를 변경하는 것에 따라 보정량을 다양하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 음극선관용 마스크 조립체의 결합 사시도를 도시한 것이다.

공지와 같이, 형광막 스크린과 일정한 간격을 두고 패널에 설치되는 마스크 조립체는 색 선별 전극으로서 작용하는 섀도우 마스크(12)와, 섀도우 마스크(12)를 지지하는 마스크 프레임(14)과, 마스크 프레임(14)을 패널에 고정시키는 다수개의 스프링 조립체(16)를 포함한다.

상기 섀도우 마스크(12)는 극히 얇은 두께의 알루미늄 킬드(AK)강 또는 인바(INVAR)강에 공지의 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 다수개의 빔 통과용 어퍼쳐(12a)를 형성한 다음, 드로잉(drawing)하여 최종 형상으로 완성된다.

이 때 상기 마스크(12)는 적어도 한 방향으로 인장된 상태에서 마스크 프레임(14)에 고정되는 인장 마스크로서, 주로 장변측, 즉 화면의 수직 방향(도면에서 Y축 방향)으로 인장되어 마스크 프레임(14)에 고정되며, 상기 마스크 프레임(14)은 장력이 가해진 마스크(12)의 장변부와 마주하도록 도면에서 X축 방향으로 배치되는 한쌍의 지지부재(14a)와, 이들 지지부재(14a)를 일정 간격으로 유지하는 한쌍의 강성부재(14b)로 구성된다.

그리고, 마스크 프레임(14)을 패널에 현수시키는 다수개의 스프링 조립체(16)는 스프링 홀더(16a)와 이 홀더(16a)에 고정되는 스프링(16b)으로 이루어지는바, 스프링 홀더(16a)에는 마스크 프레임(14)에 고정되는 프레임 고정부(A)와 스프링(16b)이 고정되는 스프링 고정부(B)가 양측에 각각 구비되며, 스프링 고정부(B)에 일단부가 고정된 스프링(16b)의 다른 단부는 패널 내면에 매립된 스터드 핀에 고정된다.

여기에서, 상기 스프링 홀더(16a)의 구조를 살펴보면, 상기 홀더(16a)의 스프링 고정부(B)는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 고팽창부재(16a')와 저팽창부재(16a")를 상기 홀더(16a)의 길이 방향으로 일체로 접합하여서 된 바이메탈부로 이루어지고, 프레임 고정부는 단일 재질의 단일부로 이루어진다.

그리고, 상기 스프링 고정부(B)와 프레임 고정부(A)는 도 2에서와 같이 동일 평면상에 배치되도록 형성할 수도 있고, 도 3에서와 같이 스프링 고정부(B)를 프레임 고정부(A)로부터 패널 내면을 향해 굽힘 형성할 수도 있으며, 고팽창부재(16a') 와 저팽창부재(16a")는 서스(SUS) 계열 소재와 인바(INVAR) 계열 소재 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 각각 이루어질 수 있다.

이와 같이 형성된 스프링 홀더(16a)는 열 변형(thermal drift) 특성과 프레임의 구조에 따라서 배치 구조가 바뀌게 되는데, 본 실시예에서는 지지부재(14a)에는 스프링 홀더(16a)의 고팽창부재(16a')를 외측으로 배치하고, 강성부재(16b)에는 고팽창부재(16a')를 내측에 배치한다.

이것은, 적절한 스프링 홀더의 보정량 조절을 위해서는 지지부재와 강성부재에 부착되는 반대편에 바이메탈 구조를 위치하도록 하기 위한 것이다.

그리고, 상기 프레임 고정부(A)는 스프링 홀더의 부착 위치에 따라 고팽창부재(16a') 또는 저팽창부재(16a")와 일체로 형성할 수 있으며, 이 경우에는 프레임 고정부(A)와 스프링 고정부(B)를 별도로 제작한 후 이를 접합하는 경우에 비해 스프링 홀더의 제조 공정을 감소시킬 수 있다.

이에 따라, 마스크 조립체는 상기와 같은 스프링 조립체(16)에 의해 패널 내측으로 장착될 수 있게 되는데, 이와 같이 마스크 조립체를 설치한 상태에서 전자빔 주사 또는 고전류 에이징에 의해 열에너지가 상승되면, 상기 스프링 홀더(16a)는 자체의 바이메탈 특성에 의해 소정 방향으로 휘어지게 되며, 이로 인해 섀도우 마스크(12)와 마스크 프레임(14)의 열팽창이 보정된다.

그리고, 스프링 홀더(16a)에 의한 열팽창 보정량은 상기 홀더(16a)의 제조시 스프링 고정부(B) 길이를 변경하는 것에 따라 다양하게 조절할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 마스크 조립체는 스프링 홀더의 바이메탈부 길이를 어느 정도로 설정하는 가에 따라 스프링 홀더에 의한 열팽창 보정량을 조절할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (8)

1. 다수개의 빔통과용 홀을 형성하여 전자빔을 색 선별하는 섀도우 마스크와;

   장력이 가해진 상기 마스크의 장변부와 마주하도록 배치되는 한쌍의 지지부재와, 상기 지지부재를 일정 간격으로 유지하는 한쌍의 강성부재로 구성되는 마스크 프레임과;

   상기 마스크 프레임에 일측이 고정되는 프레임 고정부 및 상기 프레임 고정부의 일측에 스프링이 고정되는 스프링 고정부를 구비하는 스프링 홀더를 구비하며, 상기 스프링 고정부에 상기 스프링의 일단이 고정되고 상기 스프링의 다른 단부가 패널 내면에 매립된 스터드 핀에 고정되는 스프링 조립체;

   를 포함하며, 상기 스프링 홀더의 스프링 고정부는 바이메탈부로 이루어지고, 상기 프레임 고정부는 단일 재질의 단일부로 이루어지는 음극선관용 마스크 조립체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 바이메탈부와 상기 단일부가 동일 평면상에 배치되는 음극선관용 마스크 조립체.
3. 제 1항에 있어서, 상기 바이메탈부는 상기 단일부로부터 상기 패널 내면을 향해 굽힘 형성되는 음극선관용 마스크 조립체.
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이메탈부는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 고팽창부재와 저팽창부재를 상기 스프링 홀더의 길이 방향으로 일체로 접합하여서 된 음극선관용 마스크 조립체.
5. 제 4항에 있어서, 상기 지지부재에는 상기 스프링 홀더의 저팽창부재가 내측에 배치되고, 상기 강성부재에는 상기 스프링 홀더의 고팽창부재가 내측에 배치되는 음극선관용 마스크 조립체.
6. 제 5항에 있어서, 상기 단일부는 내측에 배치되는 상기 저팽창부재 또는 상기 고팽창부재와 일체로 이루어지는 음극선관용 마스크 조립체.
7. 제 5항에 있어서, 상기 고팽창부재는 서스(SUS) 계열의 소재 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 음극선관용 마스크 조립체.
8. 제 5항에 있어서, 상기 저팽창부재는 인바(INVAR) 계열의 소재 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 음극선관용 마스크 조립체.

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