KR20010039910A - 음극선관용 컬러 선택 마스크 - Google Patents

Abstract

컬러 음극선관(1)은 컬러 선택을 하기 위한 목적으로, 서포트(support) 프레임(19)에서 텐션된 마스크(8)와, 외부 진동의 영향하에서 텐션 마스크가 진동하는 것을 막기 위한 수단을 포함하는 프레임/마스크 어셈블리를 포함한다. 이 수단은 마스크 주변부(32)의 표면을 부분적으로 컷팅함으로써 생기는 금속 스트립(60) 형태로, 마스크에 연결된 적어도 1 개의 기계적 발진기를 포함한다.

Description

음극선관용 컬러 선택 마스크{COLOUR SELECTION MASK FOR A CATHODE-RAY TUBE}

본 발명은 컬러 음극선관용 컬러 선택 마스크 구조에 관한 것으로서, 특히 이러한 관 내부의 텐션 하에서 유지되도록 설계된 마스크 구조에 관한 것이다.

본 발명은 컬러 선택 마스크를 구비한 음극선관들 중 소정의 형태에 응용될 수 있고, 특히 마스크가 고정되어 있는 프레임에 의해 텐센 하에 있는 음극선관에 적합하다. 종래의 음극선관은 음극선관의 유리판 내부로부터 정확한 거리에 위치하는 컬러 선택 마스크를 포함하며, 음극선관 상에는 스크린을 형성하기 위해 적, 녹, 청 인광 물질이 도포된다. 음극선관 뒷 부분에서, 관 내부에 존재하는 전자총은 면판 방향으로 3 가지 전자빔을 생성한다. 일반적으로 음극선관 외부에 설치되며, 전자총에 가까이 위치하는 전자기적 편향 장치는 인광물질 어레이가 배열되어 있는 패널의 표면으로 전자빔을 주사하기 위해 전자빔을 편향시키는 기능을 가지고 있다. 3 가지 전자빔의 영향 하에서, 그 각각은 소정의 기본 컬러에 해당하고, 인광물질 어레이는 스크린 상에 이미지를 재생성할 수 있으며, 마스크는 각 빔이 해당 컬러의 인광물질만 조명시키게 할 수 있다.

컬러 선택 마스크는 음극선관 내부에서 정확한 자리에 위치해야 하고, 음극선관의 작동 중에 그 안에서 서포트되어야 한다. 마스크의 서포트 기능은 일반적으로 마스크가 종래적으로 용접되어 있는 강체(剛體)의 사각 금속 프레임으로써 달성된다. 프레임/마스크 어셈블리는 프레임에 용접된 현수(懸垂) 수단을 이용하여 음극선관의 면판에 설치되며, 음극선관의 면판을 형성하는 유리로 삽입되는 핀과 상호작용한다.

면판이 점차 평면화되어 가는 음극선관은 완전 평면 면판을 향하는 요즘 추세에 부합한다. 이러한 면판을 갖춘 관은 평면 마스크를 사용하는 기술을 도입하여 생산되며, 적어도 한 방향으로의 텐션 하에서 서포트된다. 1989 년 5 월 2 일 앨더(Alder) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,827,179 호를 예로서 이러한 구조가 설명된다.

컬러 선택 마스크가 초박막의 금속 포일로 구성되므로, 텐션 하에 그것이 놓이기 때문에 음극선관 작동 중에, 마스크에 원하지 않는 진동 현상이 일어날 수도 있다. 외부의 기계적인 진동 또는 충격 예컨대, 음극선관이 삽입된 텔레비젼 세트의 스피커로 인한 음향 진동 때문에, 마스크는 본래의 공진 주파수에서 진동할 것이다. 결과적으로, 마스크의 진동은 전자빔이 닿는 영역을 음극선관의 스크린 상으로 수정하고, 각 빔의 접촉점은 연관된 인광물질 어레이에 대해 오프셋되어 스크린상에 재생성된 이미지는 변색된다.

미국 특허 제 4,827,179 호는 마스크의 진동을 댐핑하기 위해 마스크 수단의 표면에 부가하는 것을 제안한다. 그러나 상기 특허에서 이용한 댐퍼는 복잡한 구조를 갖는다. 더욱이 마스크가 프레임에 고정된 후에 댐퍼가 설치되기 때문에 댐퍼의 이용은 그 자체가 복잡하므로, 단계를 부가함으로써 음극선관을 제작하는 프로세스는 복잡해진다. 게다가, 텐션된 후에 마스크 표면에 구성요소들을 부가하는 것이 바람직하지 못하다. 왜냐햐면, 마스크 두께가 얇기 때문에 잘 파손되므로 마스크 표면에 구성요소들은 고정시키는 것은 마스크를 쉽게 손상시킬 수 있다.

그러므로, 앞에서 언급한 결점을 갖지 않는 댐퍼 수단으로 된 마스크를 포함하는 음극선관이 필요하다.

본 발명에 따른 음극선관은,

대략 사각의 금속 포일로 구성되며, 텐션 하에서 서포트 프레임에 고정되도록 설계되어 음극선관의 면판 내부에 설치되고, 홀을 구비하는 중앙부와, 마스크의 중앙부와 엣지 사이에 있는 주변부를 가지며, 상기 서포트 프레임에 무관하게 진동할 수 있는 마스크와,

상기 마스크의 진동을 댐핑하며, 상기 마스크 주변부에 설치된 수단을 포함하고,

상기 댐퍼 수단은 상기 마스크의 주변부 표면을 부분적으로 컷팅함으로써 생성된 금속 스트립으로 형성된 적어도 하나의 기계적인 발진기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 음극선관을 부분적으로 확대한 도면이다.

도 2는 진동 댐퍼를 장착하지 않은, 종래 기술에 따른 프레임/텐션형 마스크 어셈블리를 나타낸 도면이다.

도 3은 종래 기술에 따른 진동 댐퍼에 대한 실시예의 투시도이다.

도 4는 진동의 영향을 받는 텐션형 마스크의 표면에 대한 변위 그래프이다.

도 5 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예를 나타낸다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 음극선관

8 : 컬러 선택 마스크

19 : 서포트 프레임

30 : 중앙부

31, 32 : 주변부

50, 60, 70 : 금속 스트립

65 : 자유단

80 : 홀

81 : 금속 후프

100 : 가중치

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음극선관(1)은 대략의 평면 패널(2)과 주변부(skirt)(3)를 포함한다. 패널은 유리-프릿(frit)으로 밀봉함으로써 음극선관의 퓨넬 형의 뒷부분(4)과 연결된다. 음극선관의 단부(5)는 전자총(6)을 둘러싸며, 전자총으로부터 전자빔은 컬러 선택 마스크(8)을 통해 발광 인광물질로 된 스크린(13)을 조명시킨다. 이 경우에 있어서, 마스크(8)는 평면이며, 프레임(19)의 장(張)측면 사이에서 텐션된다. 프레임/마스크 어셈블리의 금속 서포트는 음극선관 내부에서 이 어셈블리를 지원하고, 이 서포트에는 프레임에 용접되는 부분(10)과 스트링(11)을 형성하는 부분(11)을 포함하며, 스트링 형성부는 유리 덮개(3)로 이루어진 핀(12)과 상호작용을 하기 위한 개구를 제공한다.

도 2에 도시된 종래 기술예에 있어서, 프레임(19')은 한 쌍의 장측면(9')과 한 쌍의 단(短)측면(7')을 포함하고, 장측면과 단측면은 L형 횡단면으로 되어 있다. 대략의 사각형인, 마스크(8')는 예를 들어, 프레임의 장측면의 단부(20')에 용접됨으로써, 텐션되어 그 상태를 유지한다.

마스크(8')는 약 100 ㎛ 정도의 얇은 두께로, 스틸이나 인바(Invar) 성분의 금속 포일로 구성되다. 마스크는 일반적으로 컬럼으로 배열된 홀을 구비한 중앙부(30')와, 수평 엣지(31')와 수직 엣지(32')로 이루어져 중앙부를 둘러싸는 주변부를 구비한다.

텐션형 컬러 선택 마스크를 이용한 음극선관 구조는 마스크가 외부 진동, 예를 들어 그 관 근처에 설치된 스피커에서 발생되는 음향 진동이나 그 관에 가해지는 기계적인 충격에 의해 자극될 경우, 마스크가 그 본래의 모드에 속하는 모드에서 마스크의 진동 문제에 직면해야만 한다. 이러한 진동이 표면의 수직 방향으로 마스크를 이동시키기므로, 마스크의 홀과 스크린 사이의 거리는 마스크의 진동 크기에 따라 국부적으로 바뀐다. 스크린 상에 재생성된 컬러의 순도는 따라서 더이상 보장될 수 없고, 스크린에 닿는 빔의 접촉점은 진동의 크기에 따라 시프트된다.

게다가, 고진공 상태의 관 내부에 마스크가 위치하기 때문에, 마스크의 진동은 매우 느리게 감쇠되며, 소산(消散)(dissipation) 수단을 거의 가지지 않는 마스크에 에너지가 전달되므로, 음극선관이 작동 중일 경우, 스크린상에 상기 현상의 가시화는 심해진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 미국 특허 제 4,827,170 호는 마스크가 프레임(40')에 용접되어 있는 부분 근처에, 적어도 하나의 유연한 스트립(43')이 용접되어 있는 강체 서포트(42')를 구비한 기계적 구조를 마스크(8')의 엣지에 설치함으로써, 결합성 발진기(41')를 형성하는 장치(41')를 사용한, 마스크의 진동을 감쇠시키는 해결책을 제안한다. 장치(41')의 본래 공진 주파수는 결합성 발진기의 원리에 따라 마스크의 진동을 감쇠시키기 위해 채택된다.

그러나, 이 구조는 몇 가지의 단점을 가지고 있다.

추가의 기계적 구성 장치가 필요하므로 비용이 상승하며, 마스크의 표면상에 장치(41')를 고정시키는 단계가 부가됨으로 음극선관 제작 프로세스가 복잡해진다.

마스크가 프레임에 용접되어 있는 부근 가까이에만 장치(41)가 사용될 수 있고, 프레임은 여기에서만 마스크를 고정시키기 때문에 사용 제한이 있다. 마스크가 단지 2 개의 평형 엣지, 예컨대 수평 엣지(31')에서만 프레임에 용접된다는 것이 프레임/마스크 구조의 가장 큰 이유이다. 용접되지 않는 수직 엣지는 마스크의 얇은 두께 때문에 유연하고, 발진기(41')와 같은 장치에 고정되어 있으므로, 프레임/마스크 어셈블리에 영향을 주면서 마스크의 표면을 손상시킬 수 있기 때문에, 결국 부적합하다.

본 발명은 한 방향 혹은 두 방향으로 텐션된 마스크의 진동을 감쇠시키기 위한 간단하고, 저렴하며 쉽게 구현가능한 구조를 제공한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예를 나타낸다. 예를 들어, 수직의 단측면(32)을 따라 마스크의 주변부 표면을 컷팅한 자리는 수직 단측면의 단부(51)에서 마스크와 연결된 금속 스트립(50)이며, 마스크의 단측면(32)의 수직 방향과 대략 평행하다. 스트립(50)은 형태를 갖추고 있고, 마스크를 활성화시킬 수 있는 주파수 범위에서 마스크의 본래 주파수를 감쇠시키기 위해 마스크의 표면 방향에 대략 수직 방향으로 소정의 본래 주파수에서 진동할 수 있도록 설계된 영역을 구비한다.

도 6에 도시된 제2 실시예에 있어서, 결합성 발진기를 형성하기 위한 스트립은 마스크 연결에 사용되는 마스크의 단부(61)가 마스크 장측면(31)의 수평 방향과 대략 평행하도록 생성된다. 1 개 혹은 2 개의 스트립은 각 단측면(32)상 에서 생성될 수 있다. 2 개의 금속 스트립(60)이 각 단측면에 위치하다면, 스트립의 자유단(65)가 서로 면하도록 배열된다는 장점이 있다. 스트립의 길이(66)는 조절이 가능하고, 스트립의 본래 진동 주파수를, 마스크 개구(30)에서의 진동을 감쇠시키기 위한 소정의 값으로 가져올 수 있다.

도 7에 도시된 제3 실시예에 있어서, 마스크와 결합된 발진기를 형성하도록 의도된 금속 스트립(70)은 마스크의 단측면에 대략 평행한 부분(71)으로써 마스크에 연결되지만, 스트립(70)보다 더 짧은 길이를 초과하여 이 방향으로 연장되지는 않는다. 또한 이 경우에, 2 개의 스트립(70)은 자유단(65)이 서로 면하도록 배열되는 방식으로 위치될 수 있다.

발진기를 형성하는 스트립의 갯수 뿐만 아니라 마스크 엣지의 컷팅 부분 형태는 마스크의 진동을 감쇠시키기 위해 최대로 적절한 공진 주파수를 얻을 수 있도록 선택된다.

스트립의 크기는 공진 주파수를 결정하는 또 다른 척도이다. 마스크를 형성하는 재료로부터 얻을 수 있는 최대 크기보다 더 큰 크기의 스트립을 얻어야 한다.이 경우에 있어서, 스트립(60)의 크기는 도 9에 도시된 바와 같이, 스트립(60)의 양 면 또는 단 면을 코팅(90)함으써 증가될 수 있다. 이 코팅은 예컨대 텅스텐이나 몰리브덴 등의 중금속상에 유리-프릿을 기본으로 하는, 불활성 재료를 사용하여 이루어지면 바람직하다.

발진기를 형성하는 스트립의 크기를 증가시키는 것이 바람직한 경우에 있어서, 또한 도 10에 표시된 바와 같이, 스트립(60)의 공진 주파수를 조절하기 위해 1 개 이상의 가중치(weight)(100) 둘 수 있다. 이 가중치는 금속으로 이루어질 수 있으며, 용접에 의해 스트립(60)에 고정된다. 가중치는 또한 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 마스크의 주변부에 소정의 스트립 컷팅 자리에 둘 수도 있다.

본 발명은 음극선관에 충격을 주거나 또는 강력한 음향파를 통한 충격에 따라 마스크에 전달되는 에너지를 소산시키는 수단을 간단하게 구현하는 구조를 제공한다. 마스크에 전달되는 진동이 비록 작은 크기라 할지라도, 음극선관의 작동 중에 가시화되므로 진동이 장시간 지속되는 것을 막아야 한다. 마스크가 고진공 상태에 있는 음극선관 내부에 있기 때문에, 마스크를 신속히 감쇠시킬려면 에너지 소산 수단을 부가할 필요가 있다. 예를 들어, 스트립으로 구성된 홀(80)을 통과하는 적어도 1 개의 금속 후프(81)를 결합성 발진기를 형성하는 금속 스트립(50, 60 또는 70)에 부가하는 것이 바람직하다. 후프는 개방되거나 폐쇄될 수 있으며, 홀에서 이동이 가능하게 하여 홀 엣지에 대한 마찰로써 에너지를 소산시키기 위해 후프의 횡단면 지름은 홀의 지름보다 약간 작다. 도 8에 도시된 바와 같이, 후프(81)는 결합성 발진기를 형성하는 2 개 스트립(60)의 2 개의 단부를 면하도록 통과시키는 것이 바람직하며, 배열은 단일 후프(81)를 사용하여 더 신속하게 마찰을 소산시킨다.

또 다른 실시예(도시 생략)에서, 금속 스트립을 통과하고, 금속 스트립으로 이루어진 홀(80)을 통과하기 위해, 그 머리가 홀보다 사이즈가 더 크며, 그 몸통은 홀의 지름보다 더 작은 지름으로 된 리벳을 설치한다.

마스크의 단측면(32)에서 결합성 발진기를 형성하는 스트립 배열이 제한되지 않는다. 예컨대, 마스크에 사용된 텐션 값과 마스크의 외형 비율 즉, 4/3, 16/9 또는 기타에서 초래된 결과이다.

도 4는 16/9의 외형 비율과 지름이 76 ㎝인 갖는 스크린을 구비한 음극선관용 마스크의 발진 크기를 나타낸 그래프이다. 마스크는 단지 한 방향으로만 텐션되고, 프레임(19)의 장측면에서 용접됨으로써 텐션 하에 유지된다. 게다가, 100 ㎐에 가까운 공진 주파수를 가지고 있다. 이 도면에 있어서, 이 발진은 마스크의 수직 단측면의 중앙점에서 최대 크기를 갖는다. 결합성 발진기를 형성하는 스트립의 구조는 바람직한 실시예에 있어서, 이 조건을 맞춘다. 도 6에 도시된 제1 실시예에 있어서, 스트립(60)의 길이는 66 ㎝ 34.7 ㎜이고 폭은 4 ㎜이며, 두께는 0.2 ㎜이다.

기타의 마스크 텐션과 기타의 외형 비율에 대해, 금속 스트립(50, 60, 70)은 마스크의 장측면에 위치하면 바람직하다.

이와 같이, 마스크가 그것의 길이와 폭에 평행한 두 방향으로 텐션된다면, 마스크의 수직, 수평 면 모두에 진동 댐퍼를 설치하는 것이 바람직하다.

결합성 발진기를 형성하는 금속 스트립은 예를 들어, 마스크의 바깥 엣지를 컷팅할 경우 스탬핑(stamping)함으로써 또는 개구형 중앙부(30)에서 개구 생성 단계와 동일한 제작 단계 중에 에칭함으로써 컷팅될 수 있다. 또 다른 경우에 있어, 컷팅부(52)을 생성하기 위한 추가 단계가 필요 없다. 그러나, 마스크의 두께가 얇기 때문에, 에칭이 스탬핑보다 더 바람직할 수도 있다. 에칭은 기계적으로 충격이 적고 생성될 스트립의 사이즈와 형태가 제한되지 않기 때문이다.

본 발명은 한 방향 혹은 두 방향으로 텐션된 마스크의 진동을 감쇠시키기 위한 간단하고, 저렴하며 쉽게 구현가능한 구조를 제공한다.

Claims (12)

1. 거의 직사각형의 금속 포일 형태이며, 텐션 하에서 서포트 프레임(19)에 고정되도록 설계되며, 음극선관(1)의 면판 내부에 장착되고, 상기 중앙부와 마스크의 엣지 사이에 놓인 주변부(31, 32)와 홀을 구비한 중앙부를 구비하며, 상기 서포트 프레임과 무관하게 진동가능한 컬러 선택 마스크(8)와;

   상기 마스크의 주변부 둘레에 설치되어, 상기 마스크의 진동을 댐핑하기 위한 수단을 포함하는 음극선관에 있어서,

   상기 댐핑 수단은 상기 마스크 주변부의 표면을 부분적으로 컷팅팜으로써 생기는 금속 스트립(50, 60, 70) 형성로 1 개의 기계적 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속 스트립(50, 60, 70)의 한 단부(65)는 상기 마스크 면에 수직인 면으로 자유롭게 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 1 개의 기계적 발진기는 상기 마스크(8)의 단측면(32)을 따라 금속 스트립(50, 60, 70)의 형태인 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
4. 제3항에 있어서, 상기 마스크(8)는 각각의 단측면(32) 상에, 금속 스트립(60, 70)에 평행한 형태로 2 개의 기계적 발진기와 서로 면하는 자유 단 (65)을 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
5. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 기계적 발진기는 마찰을 기초로 한 에너지 흡수 수단(80, 81)을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
6. 제5항에 있어서, 마찰력을 기본으로 한 에너지 흡수 수단은 기계적 발진기를 형성하는 스트립(50,60,70)을 통해 구성된 홀(80)을 통과하는 후프(81)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
7. 제6항에 있어서, 상기 후프는 서로 면하는 2 개의 기계적인 발진기(60, 70)의 2 개의 자유단(65)을 링크하는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
8. 제1항에 있어서, 기계적 발진기를 형성하는 금속 스트립(50, 60, 70) 면의 일부 혹은 전부는 공진 주파수가 소정치에 도달하도록 코팅(90) 처리되는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
9. 제8항에 있어서, 상기 코팅(90)은 중금속을 포함한 금속층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
10. 제1항에 있어서, 공진 주파수를 소정치로 접근시키기 위해, 적어도 하나의 가중치(100)가 기계적 발진기를 형성하는 금속 스트립(50, 60, 70)의 한 면상에 놓여지는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
11. 제1항에 있어서, 기계적 발진기를 형성하는 상기 금속 스트립(50, 60, 70)은 마스크가 구성되어 있는 금속 포일을 에칭함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.
12. 제11항에 있어서, 기계적 발진기를 형성하는 상기 금속 스트립(50, 60, 70)은 상기 마스크(8)의 중앙부(30)에 있는 홀과 동시에 에칭되는 것을 특징으로 하는 컬러 음극선관.