KR20000019963A - Shadow mask for color braun tube - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 칼라 브라운관에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 전자총에서 발사된 전자빔의 색선별역할을 하는 칼라 브라운관용 섀도우마스크(shadow mask)에 관한 것이다.The present invention relates to a color CRT, and more particularly to a shadow mask for a CRT, which serves as color screening of an electron beam emitted from an electron gun.
도 1은 일반적인 칼라 브라운관을 일부 단면으로 나타낸 측면도로서, 패널(1)의 내면에 적색, 녹색, 청색의 형광체가 도포되어 형광막(2)을 이루고 있고 상기 패널(1)의 후방으로는 네크부(3a)에 전자총(4)이 봉입되는 펀넬(3)이 글라스에 의해 융착되어 있다.FIG. 1 is a side view showing a general color CRT in a partial cross section, in which red, green, and blue phosphors are applied to an inner surface of a panel 1 to form a fluorescent film 2, and a neck portion behind the panel 1 The funnel 3 in which the electron gun 4 is enclosed in 3a is fused by glass.
상기 패널(1)의 내면에 도포되어 형성된 형광면(2)과 근접된 부위에는 전자총(4)에서 발사된 전자빔(5)의 색선별역할을 하는 섀도우마스크(6)가 프레임(7)에 고정된 상태로 설치되는데, 상기 프레임(7)은 프레임에 고정된 스프링(8)에 의해 패널(1)의 측벽에 고정된 스터드 핀(9)에 끼워져 매달린 상태를 유지하게 된다.The shadow mask 6, which serves as color screening of the electron beam 5 emitted from the electron gun 4, is fixed to the frame 7 at a portion adjacent to the fluorescent surface 2 formed by coating on the inner surface of the panel 1. The frame 7 is fitted to the stud pin 9 fixed to the side wall of the panel 1 by a spring 8 fixed to the frame to maintain the suspended state.
또한, 상기 프레임(7)의 일측면에는 브라운관의 동작시 형광면(2)측으로 이동하는 전자빔(5)을 외부의 지자계로부터 보호하기 위한 인너 쉴드(10)가 픽싱 스프링(11)에 의해 결합되어 있고 브라운관의 외주면에는 브라운관의 동작시 외부 충격에 의한 폭죽을 방지하기 위한 보강밴드(12)가 감겨져 있다.In addition, an inner shield 10 is coupled to one side of the frame 7 to protect the electron beam 5 moving to the fluorescent surface 2 side from the external magnetic field when the CRT is operated by a fixing spring 11. A reinforcing band 12 is wound around the outer circumferential surface of the CRT to prevent firecrackers caused by external impact during operation of the CRT.
상기 펀넬(3)의 네크부 외주면에는 전자빔을 화면의 수평 및 수직방향으로 편향시켜 주는 편향요크(13)가 설치되어 있다.A deflection yoke 13 is provided on the outer circumferential surface of the neck of the funnel 3 to deflect the electron beam in the horizontal and vertical directions of the screen.
따라서 음극(도시는 생략함)에 내장된 히터가 스템핀으로부터 전원을 공급받아 발열하면 상기 히터에서 발열된 열과 음극에 인접된 다수의 전극에 인가되는 전압차에 의해 음극으로부터 전자가 방사되고, 방사된 전자빔(5)은 음극에서 스크린방향으로 수직되게 일정한 간격을 두고 위치한 다수의 전극들의 구멍을 차례로 통과하면서 가속 및 집속된 다음 네크부의 외주면에 설치된 편향요크(13)에 의해 수직 및 수평방향으로 편향된 상태로 이동하게 된다.Therefore, when the heater built in the cathode (not shown) receives power from the stem pin and generates heat, electrons are emitted from the cathode by heat generated in the heater and a voltage difference applied to a plurality of electrodes adjacent to the cathode. The electron beam 5 is accelerated and focused while passing through holes of a plurality of electrodes positioned at regular intervals vertically from the cathode in the screen direction, and then deflected in the vertical and horizontal directions by a deflection yoke 13 installed on the outer circumferential surface of the neck portion. Will move to the state.
이렇게 이동된 전자빔은 형광면(2)에 근접되게 설치된 섀도우마스크(6)의 슬롯(6a)을 통과하여 패널(1)의 내면에 도포된 형광체를 정확히 타격하게 되므로 화면이 재현된다.The electron beam thus moved passes through the slot 6a of the shadow mask 6 provided in close proximity to the fluorescent surface 2 and strikes the phosphor coated on the inner surface of the panel 1 accurately, thereby reproducing the screen.
도 2는 도 1에서 섀도우마스크를 발췌하여 나타낸 사시도로서, 상기 섀도우마스크(6)는 무수히 많은 원형의 가는 슬롯(6a)이 형성되어 있는 유효면(6b)과, 지지프레임(7)에 용접 고정될 수 있도록 일정한 길이를 갖는 스커트(6c)로 구성된다.FIG. 2 is a perspective view showing the shadow mask in FIG. 1, wherein the shadow mask 6 is welded and fixed to an effective surface 6b having numerous circular thin slots 6a and a support frame 7. It is composed of a skirt 6c having a constant length so that it can be.
도 3은 섀도우마스크의 유효면 일부를 확대하여 나타낸 정면도로서, 섀도우마스크(6)의 유효면(6b)에는 전자총(4)에서 방출된 전자빔(5)이 패널(1)의 내면에 도포되어 있는 형광면(2)에 충돌하여 발광시킬 때 형광면에 충돌하는 전자빔(5)이 일정한 간격을 유지하도록 섀도우마스크(6)의 수평 및 수직으로 슬롯(6a)들이 일정한 간격을 유지하면서 배열되어 있다.3 is an enlarged front view of a portion of the effective surface of the shadow mask, in which the electron beam 5 emitted from the electron gun 4 is applied to the inner surface of the panel 1 on the effective surface 6b of the shadow mask 6. The slots 6a are arranged horizontally and vertically of the shadow mask 6 so as to maintain a constant interval so that the electron beam 5 impinging on the fluorescent surface when they collide with the fluorescent surface 2 to emit light.
상기 섀도우마스크(6)는 도 4에 나타낸 바와 같이 전자빔 통과공인 슬롯(6a)이 섀도우마스크의 X, Y축에 대하여 중심으로부터 대각축 끝까지 동일한 크기로 배열되어 있거나, 섀도우마스크(6)의 중심에서부터 X축과 Y축 거리의 함수로 일정한 증가율을 가지면서 형성되어 있다.As shown in FIG. 4, the shadow mask 6 has slots 6a, which are electron beam passing holes, arranged in the same size from the center to the end of the diagonal axis with respect to the X and Y axes of the shadow mask, or from the center of the shadow mask 6 It is formed with a constant rate of increase as a function of the distance between the X and Y axes.
근래 들어, 패널(1)의 내면이 플릿화됨에 따라 발생하는 가장 어렵고 난이한기술적인 문제가 퓨리티(purity) 여유도를 확보하는 것이다.In recent years, the most difficult and difficult technical problem that arises as the inner surface of the panel 1 is flit is to secure the purity margin.
그러나 퓨리티 여유도는 수학식 1, 수학식 2에 나타낸 바와 같이 전자빔 틸트(tilt)가 발생할 경우, 인접한 전자빔간의 간격이 축소되는 관계로 퓨리티 여유도를 감소시키게 된다.However, as shown in Equation 1 and Equation 2, the purity margin decreases the purity margin because the distance between adjacent electron beams is reduced.
이는, 칼라 브라운관의 화이트 유니포미티(White Uniformity) 등의 색순도 품질에 악영향을 줄 뿐만 아니라 칼라 브라운관의 제조에 불리하게 작용하게 된다.This not only adversely affects the color purity quality of the white uniformity of the color CRT, but also adversely affects the production of the CRT.
여기서, T : 전자빔 중심간의 거리Where T is the distance between the electron beam centers
T0: 전자빔 틸트각이 "0"일 때 전자빔 중심간의 거리T 0 : Distance between electron beam centers when the electron beam tilt angle is "0"
θ : 전자빔 틸트각θ: electron beam tilt angle
δ : 전자빔 틸트에 의한 전자빔간의 거리 감소량δ: distance reduction amount between electron beams by electron beam tilt
여기서, S : 형광면의 블랙 매트릭스(BM) 도트 크기Where S: black matrix (BM) dot size of the fluorescent surface
B : 전자빔의 크기B: size of electron beam
Mb : 편향요크의 1mm 이동시 전자빔 이동량Mb: Movement amount of electron beam when 1mm movement of deflection yoke
상기 수학식 2에서와 같이 색순도 여유도를 결정하는 몇가지 요인중에 있어서 전자빔 중심간 거리(T)와 전자빔 크기(B)에 따라 색순도 여유도가 크게 좌우된다.As shown in Equation 2, among the several factors that determine the color purity margin, the color purity margin greatly depends on the distance between the electron beam centers (T) and the electron beam size (B).
그러나 색순도 여유도를 좌우하는 요인중 전자빔 중심간 거리(T)는 칼라 브라운관의 기하학적인 요인에 의해 발생하는 전자빔 틸트에 의하여 결정되기 때문에 인위적인 조절이 불가능하다.However, since the distance T between the centers of the electron beams is determined by the electron beam tilt generated by the geometrical factors of the color CRT, artificial adjustment is impossible.
따라서 전자빔 크기(B)를 조절하는 것이 색순도 여유도를 확보하는 방법으로 쓰인다.Therefore, adjusting the electron beam size (B) is used as a way to secure the color purity margin.
또한, 전자빔 크기(B)를 가장 인접한 스크린 도트간 거리와 같도록 설계하는 것이 색순도 여유도 및 휘도에 가장 유리하다.Also, designing the electron beam size B to be equal to the distance between the closest screen dots is most advantageous for color purity margin and luminance.
그러나 종래의 섀도우마스크 슬롯크기는 수학식 3, 수학식 4에서와 같이 단순히 섀도우마스크(6)의 중심(C.L : Center Line)에서 X축, Y축상의 거리변화에 대한 함수로만 정의하였기 때문에 전자빔 틸트가 문제되는 화면 주변부에서의 전자빔 크기(B)를 임의로 조절하지 못하였으므로 전자빔 틸트에 의한 색순도 여유도 문제를 해결하는데 한계가 있었다.However, since the conventional shadow mask slot size is defined only as a function of the distance change on the X axis and the Y axis at the center (CL: Center Line) of the shadow mask 6 as in Equation 3 and Equation 4, the electron beam tilt Since the electron beam size (B) at the periphery of the screen in question is not arbitrarily adjusted, there is a limit in solving the color purity margin problem due to the electron beam tilt.
여기서, mo : 스크린 중앙에서의 섀도우마스크 슬롯 크기Where mo is the shadowmask slot size at the center of the screen
a, b : 섀도우마스크 슬롯 크기의 증가계수a, b: increase factor of the shadow mask slot size
X, Y : 스크린의 수평축 및 수직축 거리X, Y: horizontal and vertical distance of the screen
여기서, B : 전자빔 크기Where B is the electron beam size
μ : 전자빔 확대계수μ: electron beam expansion coefficient
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 칼라 브라운관의 전장 축소 및 패널의 플릿화 원인으로 나타나는 틸트현상을 최소화하여 보다 안정된 색순도 품질을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve such a problem in the prior art, and aims to provide a more stable color purity quality by minimizing the tilt phenomenon caused by the reduction of the overall length of the color CRT and the fleet of the panel.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 패널의 내면에 근접되게 설치되는 섀도우마스크에 있어서, 섀도우마스크에 무수히 많이 형성되는 슬롯의 크기가 슬롯의 수평 및 수직 피치에 비례하고 패널 내면의 곡률반경에 반비례하는 함수관계를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 칼라 브라운관용 섀도우마스크가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the shadow mask which is installed in close proximity to the inner surface of the panel, the number of slots are formed in the shadow mask innumerably proportional to the horizontal and vertical pitch of the slot and the curvature of the inner surface of the panel There is provided a shadow mask for a color CRT tube, which is formed to have a functional relationship inversely proportional to the radius.
도 1은 일반적인 칼라 브라운관을 일부 단면으로 나타낸 측면도1 is a side view showing a typical color CRT in some cross-section
도 2는 도 1에서 섀도우마스크를 발췌하여 나타낸 사시도Figure 2 is a perspective view showing the shadow mask in Figure 1
도 3은 섀도우마스크의 유효면 일부를 확대하여 나타낸 정면도3 is an enlarged front view of a portion of an effective surface of a shadow mask;
도 4는 종래의 섀도우마스크에서 슬롯 크기의 변화를 나타낸 그래프4 is a graph illustrating a change in slot size in a conventional shadow mask.
도 5는 종래의 섀도우마스크에 의한 전자빔 배열을 나타낸 상태도5 is a state diagram showing an electron beam arrangement by a conventional shadow mask
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 섀도우마스크에서 슬롯 크기의 변화를 나타낸 그래프6A and 6B are graphs illustrating a change in slot size in a shadow mask of the present invention.
도 7은 본 발명의 섀도우마스크에 의한 전자빔 배열을 나타낸 상태도Figure 7 is a state diagram showing the electron beam arrangement by the shadow mask of the present invention
도 8은 종래와 본 발명에 적용된 섀도우마스크에 의한 색순도를 비교하여 나타낸 그래프8 is a graph comparing color purity by shadow masks applied to the prior art and the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 패널 6 : 섀도우마스크1 panel 6: shadow mask
6a : 슬롯6a: slot
이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 6 내지 도 8을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 6 to 8 as an embodiment.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 섀도우마스크에서 슬롯 크기의 변화를 나타낸 그래프이고 도 7은 본 발명의 섀도우마스크에 의한 전자빔 배열을 나타낸 상태도이며 도 8은 종래와 본 발명에 적용된 섀도우마스크에 의한 색순도를 비교하여 나타낸 그래프로서, 본 발명은 섀도우마스크(6)에 무수히 많이 형성되는 슬롯(6a)의 크기를 슬롯간의 피치 및 패널 내면의 곡률반경을 변수로 하여 화면의 중심에서 수직축(Y) 및 수평축(X)의 외곽으로 갈수록 그 치수를 가변시키면서 형성하는데 그 특징이 있다.6A and 6B are graphs showing a change in slot size in the shadow mask of the present invention, FIG. 7 is a state diagram showing the arrangement of electron beams by the shadow mask of the present invention, and FIG. 8 is a color purity by the shadow mask applied to the prior art and the present invention. In the present invention, a vertical axis (Y) and a horizontal axis in the center of the screen are represented by variables of the pitch between slots and the radius of curvature of the inner surface of the panel as variables of the number of slots 6a formed in the shadow mask 6. It is characteristic to form while varying the dimension toward the outside of (X).
전술한 바와 같이 인접한 스크린 도트간 거리를 전자빔의 크기(B)와 동일하게 설계하는 것이 색순도 여유도 및 휘도를 향상시키는데 가장 유리하다.As described above, it is most advantageous to design the distance between adjacent screen dots equal to the size B of the electron beam to improve color purity margin and luminance.
이에 따라, 인접한 스크린 도트간의 거리를 스크린의 수평 및 수직 피치(Sh, Sv)로 표현할 수 있는데, 이는 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.Accordingly, the distance between adjacent screen dots may be expressed by the horizontal and vertical pitches Sh and Sv of the screen, which may be expressed by Equation 5.
Sh = κMh, Sv = κMvSh = κMh, Sv = κMv
여기서, Sh, Sv : 스크린의 수평 및 수직 피치Where Sh, Sv: the horizontal and vertical pitch of the screen
Mh, Mv : 섀도우마스크의 수평 및 수직 피치Mh, Mv: Horizontal and vertical pitch of shadow mask
α : 피치 확대계수α: pitch expansion coefficient
펀넬(3)의 네크부(3a)에 봉입된 전자총(4)으로부터 방사된 전자빔(5)이 섀도우마스크(6)의 슬롯(6a)을 통과하여 스크린에 도달하였을 때의 전자빔 크기(B)를 섀도우마스크(6)의 슬롯경과의 관계로 도출하면 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.The electron beam size B when the electron beam 5 radiated from the electron gun 4 enclosed in the neck portion 3a of the funnel 3 passes through the slot 6a of the shadow mask 6 to reach the screen. Derived from the relationship with the slot diameter of the shadow mask (6) can be expressed as shown in equation (6).
여기서, m : 섀도우마스크의 슬롯경Where m is the slot diameter of the shadow mask
Q : 패널 내면에서 섀도우마스크 내면까지의 거리Q: Distance from inside of panel to inside of shadow mask
ζ: 전자빔의 확대계수ζ: magnification of the electron beam
수학식 1, 수학식 5, 수학식 6에 의하여 가장 이상적인 전자빔의 크기(B)를 만들기 위한 섀도우마스크의 슬롯경(m)의 크기는 아래와 같이 수학식 7로 나타낼 수 있다.According to Equations 1, 5, and 6, the size of the slot diameter m of the shadow mask for making the most ideal size B of the electron beam may be represented by Equation 7 as follows.
여기서, T : 전자빔 중심간의 거리Where T is the distance between the electron beam centers
T0: 전자빔 틸트각이 "0"일 때 전자빔 중심간의 거리T 0 : Distance between electron beam centers when the electron beam tilt angle is "0"
δ : 틸트에 의한 전자빔간의 거리 감소량δ: amount of reduction in distance between electron beams due to tilt
Q : 패널 내면에서 섀도우마스크의 내면까지 거리Q: Distance from the inside of the panel to the inside of the shadow mask
ζ : 전자빔 확대계수ζ: electron beam expansion coefficient
상기 수학식 7에서 T는 섀도우마스크(6)에 의해 결정되는 스크린 피치의 함수이고, δ는 전자빔 틸트각에 의한 함수인데, 틸트각은 패널(1) 내면의 곡률이 주요 인자로써 작용하게 된다.In Equation 7, T is a function of the screen pitch determined by the shadow mask 6, δ is a function of the electron beam tilt angle, the tilt angle is the main factor is the curvature of the inner surface of the panel (1).
이에 따라, 최적의 섀도우마스크 슬롯 크기를 섀도우마스크 피치 및 패널 내면 곡률의 함수로 하여 섀도우마스크의 피치에는 정비례하고, 패널 내면의 곡률에는 반비례하도록 하여 임의의 지점의 전자빔 크기를 조절할 경우, 전자빔 틸트의 원인에 따른 인접한 스크린 도트간의 거리 축소에 따른 퓨리티 여유도 문제가 해결됨은 이해 가능하다.Accordingly, the optimum shadow mask slot size is a function of shadow mask pitch and panel curvature, which is directly proportional to the pitch of the shadow mask and inversely proportional to the curvature of the panel, thus adjusting the electron beam size at any point. It is understood that the problem of purity margin due to the reduction of the distance between adjacent screen dots due to the cause is solved.
여기서, ε : 상수Where ε is a constant
R : 패널 내면곡률R: Panel curvature
이상에서와 같이 본 발명은 패널(1)과 섀도우마스크(6)의 곡면에서 오는 전자빔의 틸트현상은 피할 수 없지만, 슬롯(6a)의 수평 및 수직피치 그리고 패널 내면의 곡률에 따라 함수관계를 갖도록 슬롯의 크기를 변경하므로써 어떠한 지점에서도 최적의 전자빔경을 형성할 수 있게 되고, 이에 따라 다른 색의 형광체를 타격하는 여유 거리를 종래보다 훨씬 더 확보할 수 있게 되므로 퓨리티 여유도를 향상시키게 된다.As described above, the present invention can not avoid the tilt phenomenon of the electron beam coming from the curved surface of the panel 1 and the shadow mask 6, but has a functional relationship according to the horizontal and vertical pitch of the slot 6a and the curvature of the inner surface of the panel. By changing the size of the slot, it is possible to form an optimal electron beam diameter at any point, thereby improving the margin of purity because it is possible to secure a much longer distance than the conventional hitting the phosphor of a different color.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |