KR19990036690U - 칼라음극선관용 새도우마스크 - Google Patents

Abstract

본 고안은 칼라음극선관용 새도우마스크에 관한 것으로, 특히 도우밍에 의한 유효면부의 이상변형을 방지하고 새도우마스크의 제조공정후 발생되는 스커트부의 스프링백에 의한 유효면부의 이상변형을 방지하며 상기 스프링백의 발생 절대량을 감소시킴으로서, 음극선관 동작중 화면상의 색순도를 일정하게 유지시키고 음극선관의 제조 작업성을 개선하도록 하는데 목적이 있다.

이를 실현하기 위하여 본 고안은 전자빔통과홀이 다수개 형성된 유효면부와, 상기 유효면부의 외측 가장자리에 위치한 주변부와, 상기 주변부에서 연장 절곡되어 프레임이 용접되는 스커트부로 이루어지고, 상기 주변부와 스커트부의 내측 또는 외측 표면에 다수개의 에칭홈이 형성되는 칼라음극선관의 새도우마스크 구조에 있어서, 새도우마스크의 주변부와 스커트부의 경계부인 절곡부를 기준으로 각각 주변부와 스커트부측으로 멀어질수록 에칭홈을 차츰 깊어지거나 차츰 넓어지도록 형성시킨 것이다.

Description

칼라음극선관용 새도우마스크

본 고안은 칼라음극선관에 관한 것으로서, 특히 음극선관의 내부에 장착되어 전자빔이 정해진 형광체의 화소를 타격하도록 색선별기능을 수행하는 새도우마스크 구조에 관한 것이다.

일반적인 칼라음극선관은 도 1 에 도시된 바와같이 음극선관의 전면에 장착되며 내측면에 적,청,녹의 형광체(7)가 도포된 패널(3)과, 상기 패널(3) 후단에 프릿글라스로 융착되어 내부진공(10^-7torr)을 이루는 펀넬(2)과, 상기 펀넬(2)의 후단부에 장착되는 편향요크(13)와, 상기 펀넬(2)의 네크부(4)내에 봉입되어 전자빔(5)을 발사하는 전자총(6)과, 상기 패널(3)내측면에 형성된 스터드핀(11)과 지지스프링(10)에 의해 결합되는 프레임(9)과, 상기 프레임(9)에 결합되어 색선별 역할을 하는 원형의 가는 구멍이 무수히 형성된 새도우마스크(8)와, 상기 편향요크(13)에 의해 편향된 전자빔(5)이 외부자계에 의한 영향을 받지 않도록 지자계를 차폐하는 인너쉴드(12)로 구성된다.

도 2, 도 3, 도 4 는 종래 새도우마스크를 나타낸 것이다.

일반적인 새도우마스크(8)는 두께가 약 0.1∼0.3mm 정도로서, 그 구조를 살펴보면 중앙부분에서 도트 혹은 스트라이프 형의 전자빔 통과홀이 다수 형성되어 있는 유효면부(16)와 상기 유효면부(16)를 둘러싸고 있는 홀이 형성되어 있지 않은 주변부(17) 그리고 이 주변부(17)의 최외곽 부분에서 상기 주변부(17)와 거의 직각방향으로 절곡 형성되어 프레임(9)에 용접 고정되는 스커트부(18)로 이루어진다.

상기 주변부(17) 및 스커트부(18)의 내측 또는 외측면의 표면에는 도 4 에 나타낸 바와같이 원형 형태로 에칭(etching) 형성되어 있는 하프에칭홈(19)이 형성되어 있으며, 하프에칭홈(19)의 깊이는 일반적으로 새도우마스크(8)의 재료 두께의 30∼60% 정도로 형성된다.

상기와 같이 하프에칭홈(19)을 형성시키는 몇가지 목적은 새도우마스크(8)의 제조공정 즉, 성형과정에서 발생되어 잔류되는 물리적인 응력을 저감시키고, 새도우마스크(8)의 구성에 있어서, 전자빔 통과홀이 다수 형성되어 있는 유효면부(16)와 홀이 형성되어 있지 않은 주변부(17) 및 스커트부(18) 사이의 기계적인 인장강도를 동등히 유지시켜 줌으로서, 새도우마스크(8) 성형공정에서 기계적인 인장강도가 상대적으로 약한 유효면부(16)가 이상변형되지 않도록 하기 위함이다.

이와같이 구성되는 칼라음극선관은 전자총(6)을 통하여 전자빔(5)이 방출되고 편향요크(13)에 의하여 편향되어 새도우마스크(8)의 구멍을 통과하여 패널(3) 내벽에 도포되어 있는 형광체(7)에 도달하여 형광체를 타격, 발광시킴으로 스크린상의 화상을 구현하게 되는데, 이때 인너쉴드(12)는 전자빔(5)에 영향을 미치는 외부지자계를 차폐시키는 역할을 하게 된다.

한편, 상기 새도우마스크(8)에 도달된 전자빔은 화소에 대응되는 전자빔만 새도우마스크(8)의 전자빔통과홀을 통해 통과하게 되고, 그외의 전자빔은 새도우마스크(8)에 충돌하게 되는데 이때 발열온도는 약 70∼80℃가 된다.

상기 브라운관의 동작과정에서 새도우마스크(8)는 전자빔(5)의 충돌에 의해 온도가 상승하여 패널(3)측으로 이동되는 돔(dom) 형상으로 부풀어 오르게 된다. 이후 발열온도가 새도우마스크(8)가 지닌 물성적인 열용량을 초과하는 시점에서 상기 새도우마스크(8)를 지지하고 있는 프레임(9)에 열을 전달하게 되며, 이로 인해 프레임(9)이 관축과 직각방향 즉, 외각측으로 열팽창하게 된다. 이러한 프레임(9)의 열팽창 방향으로 기구적 변형(도우밍 현상)이 발생되며, 상기 변형으로 인해 전자빔의 미스랜딩을 유발하여 화상의 색순도가 저하된다.

새도우마스크(8)의 기구적 변형은 새도우마스크(8)의 주변부(17)와 연결되는 유효면부(16)의 가장자리에서 발생되는데, 이러한 현상은 유효면부(16)의 기계적 강도가 주변부(17)에 대비 낮은것에 기인된다.

또한, 종래 새도우마스크(8)의 제조공정 즉, 평판마스크를 소정의 형상으로 성형하는 과정에서 주변부(17)와 스커트부(18)의 경계면을 기계적인 힘으로 소성변형 시킴에 따라 성형작업 이후 잔류응력에 의해 스커트(18)가 최초의 평판마스크 상태로 복원되려는 스프링백(spring back) 현상이 발생되는데, 이의 복원력이 역학적인 강도가 주변부(17)에 대비 상대적으로 약한 유효면부(16)가장자리부에 집중됨으로서 유효면부(16)의 이상변형에 의해 화면상의 색순도 저하의 원인이 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 새도우마스크(8)의 주변부(17)와 스커트부(18)에 에칭홈(19)을 형성시킴에 있어서, 주변부(17)의 유효면부(16)와 경계를 이루는 에지(edge)측에서 스커트(18)의 최외각 끝단으로 갈수록 에칭홈(19)의 깊이를 차츰 깊게 형성하는 방법이 제안되기도 하지만 이러한 방법을 적용할 경우 프레임(9)의 열팽창으로 인해 새도우마스크(8)가 기구적으로 변형이 됨으로서 발생되는 색순도 저하방지 효과는 있을 것으로 판단되나, 상기 새도우마스크(8)의 성형과정에서 가장 많이 소성변형(즉, 최초대비 외주길이가 가장 많이 줄어듬)되는 부분인 스커트부(18)의 두께가 가장 두꺼우므로 인해서 성형작업 이후의 잔류응력에 의한 스커트부의 스프링백 현상이 심하게 발생된다.

따라서 스프링백 현상에 의해 유효면부(16) 가장자리가 이상 변형됨으로서 화면상의 색순도가 저하되는 단점을 해결할 수 없으며, 또한 상기 제안된 방법은 종래의 주변부(17)와 스커트(18)를 균일하게 에칭시키는 것에 대비 성형시 절곡되는 부분인 주변부(17)와 스커트(18)사이의 두께가 얇기 때문에 성형된 새도우마스크(8)의 형상 유지력이 약해지는 단점이 있다. 이는 절곡되는 부분이 역학적 강도를 강화시키는 역할을 수행하는데 절곡되는 부분의 두께가 얇을수록 그 효과가 떨어지기 때문이다.

본 고안은 이러한 점을 해결하기 위하여 새도우마스크의 주변부와 스커트부의 경계부인 절곡부를 기준으로 각각 주변부와 스커트부측으로 멀어질수록 에칭홈을 차츰 깊어지거나 차츰 넓어지도록 형성시킴으로서, 새도우마스크의 도우밍 및 제조공정중 발생되는 스커트부의 스프링백 현상 등에 의한 유효면부의 이상변형 및 새도우마스크 하울링에 의한 색순도저하를 미연에 방지할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 음극선관을 부분 절개한 구조도.

도 2 는 종래 새도우마스크의 단면도.

도 3 은 종래 새도우마스크의 부분 사시도.

도 4 는 도 2 및 도 3 의 A,B부 확대도.

도 5 는 종래 새도우마스크의 동작상태를 나타낸 단면도.

도 6 은 본 고안 새도우마스크의 부분 사시도.

도 7 은 도 6 의 G-G' 단면도.

도 8 은 본 고안 새도우마스크의 동작상태를 나타낸 단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

2 : 펀넬 3 : 패널

4 : 네크부 5 : 전자빔

6 : 전자총 7 : 형광체

8 : 새도우마스크 9 : 프레임

10: 지지스프링 11: 스터드핀

12: 인너쉴드 13: 편향요크

16: 유효면부 17: 주변부

18: 스커트부 20: 절곡부

29: 에칭홈

이하, 본 고안을 첨부도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.

본 고안이 적용되는 칼라 음극선관의 전체적인 구성 및 동작상태는 종래기술과 동일하므로 본 고안 새도우마스크(8)의 에칭홈(29)을 제외한 이외의 구성에 대해서는 그 설명을 생략하고 종래 기술과 동일한 도면번호를 부여하기로 한다.

도 6 은 본 고안이 적용된 새도우마스크를 도시한 것으로 주변부 (17)및 스커트부(18)의 내측 또는 외측면에 형성되는 에칭홈(29)은 주변부(17)와 스커트부(18)의 경계부인 절곡부(20)를 중심으로 각각 주변부(17)에서는 유효면(16)측으로 갈수록 또 스커트부(18)에서는 스커트부 끝단측으로 갈수록 점차 그 깊이가 깊어지도록 형성하였다.

한편, 상기 에칭홈(29)의 깊이는 일반적으로 새도우마스크(8)의 재료두께의 30∼60% 정도이나 유효면부(16)에 구비된 전자빔의 통과공인 홀의 형성방법에 따라 유효면부(16)의 역학적 강도가 달라지므로 유효면부(16)와 주변부(17) 및 스커트부(18)의 역학적인 강도를 동등히 유지시키기 위한 에칭홈(29)의 깊이는 가변 시킬 수 있다.

도 8 은 본 고안 새도우마스크의 동작과정을 나타낸 것으로 이를 이하에서 설명한다.

즉, 전자빔 충돌에 의한 새도우마스크의 발열온도가 마스크의 물성적인 열용량을 초과하면 새도우마스크를 지지하고 있는 프레임(9)에 열이 전달되게 되며, 이로 인해 프레임(9)이 관축과 직각방향인 외각측으로 열팽창이 진행된다. 프레임(9)의 열팽창함에 따라 프레임(9)에 지지 고정되어 있는 새도우마스크(8)의 스커트부(18)가 프레임(9)의 열팽창 방향으로 위치가 변위된다. 스커트부(18)가 변위됨에 따라 주변부(17)와 유효면부(16)의 전체가 관축방향의 후방측으로 힘(F)에 의한 변위가 발생하게 된다.

이와같이 스커트부(18)의 위치 변위가 유효면부(16)의 변위에 영향을 미칠 때, 주변부(17) 및 스커트부(18)의 외측표면에 절곡부(20)를 중심으로 절곡부(20)로 부터 멀어질수록 에칭홈(29)의 깊이가 깊게 형성되어 있으므로 주변부(17)와 스커트부(18)의 경계면에서 기계적인 강도가 서로 동일하고, 스커트부(18)의 변위력에 의한 변위량을 주변부(17)에서 흡수하게 된다. 따라서 변위의 형상은 도 10 의 점선으로 나타낸 것과 같이 스커트부(18)의 변위에 의한 유효면부(16)와 주변부(17) 모두가 관축방향의 후방측으로 병행 이동하게 된다. 이러한 동작과정을 통해 종래의 새도우마스크에서와 같이 변위량이 유효면부(16)의 가장자리에 집중되어 상기 유효면부(16)의 가장자리가 이상 변위되어 전자빔의 경로이탈을 방지함으로서 색순도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로 본 고안 새도우마스크(8)의 제조공정 즉, 평판마스크의 성형상의 특징을 살펴보면, 원재료인 평판마스크를 소정의 곡률을 갖는 형상으로 성형하는 과정은 프레스포밍(Press Forming)을 통해 절곡부(20)를 경계로 스커트부(18)를 거의 수직방향으로 절곡.소성변형시켜 기계적 강도를 갖게함으로서 프레스포밍 이후의 유효면부(16)의 곡률을 유지하게 된다.

상기와 같은 일련의 프레스포밍작업 이후 유효면부(16)의 곡률은 작업공정에서 형성된 곡률이 유지되어야 함이 당연하나, 실제에 있어서는 기계적인 힘으로 소성변형 시킴에 기인하여, 성형작업 이후 잔류응력에 의해 스커트부(18)가 최초의 평판마스크 상태로 복원되려는 스프링백현상이 발생하게 되고, 스커트부(18)의 복원력이 새도우마스크의 유효면부(16)와 주변부(17)에 전달되어 종래에는 기계적인 지지력이 약한 유효면부(16)와 주변부(17)의 겅계면인 유효면부(16)의 가장자리가 집중적으로 변형되었으나, 본 고안에서는 에칭홈(29)의 깊이를 조절하여 유효면부(16)와 주변부(17)의 경계면에서의 기계적인 강도차를 최소화 함으로서 이상변형을 방지할 수 있다.

또한 본 고안 새도우마스크는 주변부(17)와 스커트부(18)상에 형성된 에칭홈의 깊이가 부위별로 다른 깊이로 형성되어 있음에 따라 새도우마스크 부위별로 진동에 의한 공진주파수를 다르게 하는 효과가 있다. 따라서 칼라 음극선관 외부로 부터의 충격 또는 진동이 가해질시 상기 충격 또는 진동에 의해 새도우마스크가 광진되어 떨림으로서 유발되는 화면상의 전자빔 미스랜딩 및 이로인한 색순도저하를 방지하는 효과가 있다.

이상 설명한 바와같이 본 고안의 새도우마스크구조는 도우밍에 의한 유효면부의 이상변형을 방지하고, 새도우마스크의 제조공정후 발생되는 스커트부의 스프링백에 의한 유효면부의 이상변형을 방지시킴으로서 음극선관 동작중에 발생되는 화면상의 색순도를 일정하게 유지시킬 수 있게된다.

또한, 칼라음극선관 외부로 부터의 진동에 의한 새도우마스크의 떨림(하울링) 및 이로인해 발생되는 화면상의 색순도 저하를 방지하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 전자빔통과홀이 다수개 형성된 유효면부와, 상기 유효면부의 외측 가장자리에 위치한 주변부와, 상기 주변부에서 연장 절곡되어 프레임이 용접되는 스커트부로 이루어지고, 상기 주변부와 스커트부의 내측 또는 외측 표면에 다수개의 에칭홈이 형성되는 칼라음극선관의 새도우마스크 구조에 있어서,

   상기 에칭홈은 새도우마스크의 주변부와 스커트부의 경계부인 절곡부를 기준으로 각각 주변부와 스커트부측으로 멀어질수록 차츰 깊어지거나 차츰 넓어지도록 형성시킴을 특징으로 하는 칼라음극선관용 새도우마스크.