KR20010089760A - 개선된 슬롯형 마스크를 구비한 음극선관 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 음극선관은 연장된 즉, 길이가 5㎜이상인 구멍을 구비한 인장이 가해진 섀도우 마스크를 갖는다. 구멍의 패턴은 5이상의 열 이후에 자체 반복되고 상기의 패턴이 자체 반복되는 열 사이의 관계, 즉 수직 피치(av)와 수평 피치(dh) 의 관계는 av/dh≤n2≤8av/dh로 주어지고, 가장 바람직하게는
Description
상기 개시 단락에서 설명된 형태의 음극선관은 미국 특허 4,942,332호로부터 알려져 있다.
미국 특허 4,942,332호에서 슬릿형 평면 호일 인장 마스크(slit-type flat foil tension mask)는 길이 방향으로 큰 크기(종래의 마스크에 비교했을 때)의 슬릿을 갖는 것으로 설명되고 있다. 일반적으로 슬릿의 길이는 대략 2.54㎝(1인치)정도이다.
슬릿들의 사이에 있는 브리지들은 마스크가 인장력하에 있을 때 대체로 영상의 밝기를 감소시키거나 마스크를 변형시키지 않으면서, 인장이 가해진 칼라 선택 전극에 기계적 강도를 제공한다. 그러나, 브리지도 영상의 질을 감소시키는 두 개의 수평선으로 보여질 수 있다는 문제점이 있다.
미국 특허 4,942,332호에는 이런 문제에 대한 가능한 해결책 두 가지가 설명되어있는데, 하나는 슬릿의 길이{피치(pitch)}를 무작위화함(randomizing)으로써 구성된 것이고, 다른 하나는 칼라 선택 전극에 허위 브리지(false bridge)를 도입함으로써 구성된 것이다.
후자의 해결책(허위 브리지)은 이 허위 브리지가 전자를 차단하여, 영상의 세기를 감소시킨다는 심각한 단점을 가지고 있다. 선명하게 보이는 작은 수의 선 대신에 많은 수의 선이 도입된다. 그것들은 개별적으로는 보이지 않으나 대체로 영상의 세기를 감소시킨다.
첫 번째 해결책(무작위화하는 것)은 영상에 부정적인 영향을 초래한다는 것이 발명자에 의해 밝혀졌다. 무작위함에도 불구하고 많은 경우에 있어서 브리지가보이게되고 영상은 '고르지 못한(patchy)' 모양이 된다.
본 발명은 연장된 개구의 열(rows of elongated openings)을 갖는 칼라 선택 전극(colour selection electrode)을 구비한 음극선관(CRT : cathode ray tube)에 관한 것이다. 칼라 선택 전극은 '마스크(mask)'라고도 불리운다. 더 상세하게는 전극 인장력(electrode tension)이 어느 한 방향으로 가해지고 상기 방향으로 연장된 개구를 포함하는 인장력을 받는(tensioned) 칼라 선택 전극을 구비한 음극선관으로서, 상기 개구는 서로 브리지에 의해 상기 방향으로 분리돼있고, 상기 방향에서의 상기 개구의 크기는 5㎜보다 큰 인장력을 받는 칼라 선택 전극을 구비한 음극선관에 관한 것이다. 기본적으로 이러한 설계는 두 가지의 종래의 설계 즉, 다수의 연장되거나 둥근 작은(일반적으로 1.5㎜미만) 구멍이 만들어진 종래의 슬롯형 섀도우 마스크(slotted shadow mask)와 다수의 스트립이 인장력하에 있는 소위 인장 또는 '슬릿(slit)' 마스크 사이의 중간적 위치에 있다. 스트립들은 슬릿에 의해 그 전체 길이(일반적으로 20㎝이상)에 걸쳐 완전히 분리돼 있다. 상기 두 가지의 종래의 설계는 '슬릿 마스크'가 마이크로포니(microphony)에 매우 민감하고 다루기가 어려운 한편, 종래의 섀도우 마스크는 많은 전자를 흡수하여 영상(image)의 세기를 줄이는 단점이 있다.
도 1은 디스플레이 디바이스(display device)를 도시하는 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 음극선관용 칼라 선택 전극의 일부를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 범위와 바람직한 범위를 그래프로 도시한 도면.
본 발명의 목적은 대체적으로 영상의 세기는 감소시키지 않고, 또한 고르지 못한 모양을 얻게 하지 않거나 적어도 그런 모양이 나타날 기회를 줄이면서, 브리지가 보이게 되는 현상을 줄이는 상기 개시 단락에서 설명한 형태의 음극선관을 제공하는 것이다.
본 목적을 위하여 본 발명에 따른 음극선관에서 브리지는 일정 반복적 패턴(regular repetitive pattern)으로 형성되는 것으로, 여기서 길이 방향에 대해 횡단하는 방향으로 보여지는 상기 패턴은 대체적으로 n개의 슬롯형 개구열(rows of slotted opening) 이후에 자체로 반복되고, 이웃한 열 사이의 개구를 따르는 방향으로의 이동은 대략 간격 av/n의 배수가 되는데, n은 4보다 크고 av/dh≤n2≤8av/dh이다. 여기서 av는 개구의 수직 피치(vertical pitch)이고 dh는 열 사이의 수평 피치(horizontal pitch)이다. 그리고, 여기서 연장된 개구를 따르는 방향으로 av/n 또는 -av/n만큼 이동되는 개구의 각 패턴의 열은 n/4열을 초과하여 떨어져 있다.
브리지의 패턴을 무작위화하는 것 대신 많은 수의 브리지를 규칙적으로 반복되도록 한다. 개구의 길이는 표준 섀도우 마스크보다 상당히 크다(av≥5㎜).
발명자들은 미국 특허 4,942,332호에서 설명된 바와 같이 브리지의 위치를 무작위화하는 것은 예상치 못한 문제를 일으킨다는 것을 알았다. 영상의 어떤 부분에서는 브리지가 보이게 되는데, 즉 많은 수의 브리지가 같은 수평 위치에 있거나, 그 밖의 다른 부분에서는 그렇지 않은데 어떤 부분에서는 이웃한 브리지가 모아레 효과(Moire effect)가 일어날 정도의 간격으로 떨어져 있게된다. 사실, 무작위화는 수평 차원(horizontal dimension)에서 보이는 브리지간의 간격을 크게 변화시키지 않는다. 미국 특허 4,942,332호에 설명된 무작위화는 예를 들어 0.51㎜(0.02")인데, 이는 이웃한 브리지간의 평균 간격이 0.01" 즉, 0.25㎜ 이라는 것을 의미하며, 무작위화 때문에 간격은 때때로 훨씬 좁아진다. 이것도 역시 영상에 선(line)이 보이도록 하는데, 인간의 눈은 상기 선에 상당히 민감하다. 무작위화는 또한 영상의 일부분에서 보이게 되는 클러스터가 생기도록(clustering) 한다. 인간의 눈은 영상에서의 그러한 불규칙적인 것에 상당히 민감하다. 이러한 효과 때문에 영상이 '고르지 못한'것으로 느끼게 된다. 어떤 의미에서는 이런 문제가 직선이 보이는 것보다 더 큰 문제가 된다. 직선은 항상 있는 그 위치에 있는데, 문제는 시청자가 이를 인식한다는 것이며 적어도 어떤 정도로는 보여질 것이 확실하다는 것이며, 또한 장치가 구입되었을 때부터 대략 같은 정도로 모든 모드의 영상 재생에 영향을 끼칠 것이다. 무작위화에 의한 '고르지 못한'영상은 디스플레이되는 영상에 의해 좌우되며 또한 영상이 디스플레이되는 특정한 방식(VGA, UGA, XVGA 등)에 의해 좌우되는 된다. 이러한 문제는 항상 보다 높은 해상도(resolution)의 영상 즉, 보다 높은 질(quality)의 영상에서 나타난다. 그러한 문제는 종종 판매된 후에 나타나고, 특히 높은 질의 영상 모드(high quality image mode)에 영향을 끼치는데, 이는 사실상 '보다 낮은 질의 영상'이 '높은 질의 영상'보다도 더 높은 질의 영상을 나타내는 명백히 원하지 않는 효과를 초래하게 된다.
반복 패턴이 충분히 높게 대칭적이라면(n이 4보다 큼) 종래 기술의 두 개의 선보다도 훨씬 덜 보인다. 사실상 직선의 '강도'가 적어도 2.5 인수(factor) 에 의해 나눠지는 만큼 줄어들게 되며, 이는 대부분의 목적을 위해 충분하다. 게다가, 패턴이 일정하기 때문에 영상에서 브리지의 영향은 고르게 분배되며, 영상에는 '고르지 못한 모양'이 없게될 것이다. 그러나, 그럼에도 불구하고 영상에는 가시선(visible line)이 나타날 수 있다. 개구는 다른 열에 대해 대략 av/n 또는 그것의 배수(2av/n, 3av/n, 4av/n,....... (n-1)av/n) 만큼 이동한다. (n-1)av/n의 이동은 -av/n의 이동과 같고, (n-2)av/n의 이동은 -2av/n의 이동과 같다는 등의 사실을 주의한다. av/dh≤n2≤8av/dh라는 조건과, 각 개구 패턴이 연장된 개구를 따르는 방향으로 대략 av/n 또는 -av/n 만큼 이동된 열이 연장된 개구에 대해 수직인 방향으로 n/4의 열보다 훨씬 더 많이 떨어져 있다는 조건은 이러한 선이 나타나는 것 또는 선이 보이는 것을 완전히 안 보이거나 거의 안 보일 정도로 줄인다.
바람직하게는 av/dh≤n2≤4av/dh이고, 더욱 바람직하게는 2av/dh≤n2≤4av/dh이며, 가장 바람직하게는이다(즉, 서로 25% 이내로 다름). 이들 범위에서 가장 좋은 결과를 얻는다.
바람직하게는 각 개구 패턴이 연장된 개구를 따르는 방향으로 av/n 또는 -av/n 만큼 이동하는 열은 연장된 개구에 대해 수직인 방향으로 n/3 내지 n/2(가장 가까운 전체 수에 대해 반올림)열 만큼 떨어져 있다.
본 발명의 사상의 범위 내에서 전체로서 패턴이 작은 각도로 기울어지는 것은 가능하다는 것을 주의한다. 엄밀히 말해서, 패턴이 n 열 이후에 자체로 반복된다면, 예를 들어, av값이 10㎜, dh값이 0.22㎜, 거기에 예를 들어, 5도의 작은 각으로 기울어져 10개의 열 이후에 패턴이 자체로 반복된다면, 패턴은 나타난 것처럼 기울어진 각도를 따라 10개의 열 이후에 자체로 반복되지만, 엄격히 말해 수평선을 따라 패턴을 보면, 작은 각도로 기울어진 것으로 인해 훨씬 더 많은 수의 열 이후에 자체로 반복이 된다(또는 전혀 반복 안됨). 예를 들어 5도 기울어지면 패턴은 수평 방향으로 약 50㎜ 이후 즉, 약 225열 이후에 자체로 반복될 것이다. n열 이후에 자체로 반복되는 패턴이 되게하는 약간 기울어진 패턴은 본 발명의 범위에 포함된다. 유사하게, 약간 기울어진 것과 동일한 효과를 나타내는 av값이 점진적으로 변화하는 것을 포함하는 패턴도 본 발명의 범위에 포함된다. 일반적으로 그러한 보다 고차의(higher order) 첨가로 인한 효과가 n 열의 기본적인 반복 패턴 내에서, 약 0.25av/n(수평 방향에서)보다 작거나 바람직하게는 0.10av/n보다 작다면 그 결과로 생기는 패턴은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 이러한 관점 및 그 밖의 관점은 실시예와 동반되는 도면을 참조함으로써 아주 자세히 설명될 것이다.
도면은 일정한 비례로 도시되지 않았다. 일반적으로, 같은 참조 번호는 같은부품을 나타낸다.
칼라 디스플레이 디바이스(colour display device)(1)(도 1)는 디스플레이 창(display window)(3), 원뿔부(cone portion)(4)와 목(5)을 포함하고 있는 진공관(evacuated envelope)(2)을 포함한다. 상기 목(5)에는 3개의 전자 빔(7,8,9)을 생성하는데 쓰이는 전자총(6)이 제공된다. 디스플레이 스크린(10)은 디스플레이 창의 내부에 존재한다. 상기 디스플레이 스크린(10)은 적색, 녹색 그리고 청색으로 발광하는 형광체(phosphor) 요소의 형광체 패턴을 포함한다. 전자빔(7,8,9)은 디스플레이 스크린으로 가는 도중에 편향 유닛(deflection unit)(11)에 의해 디스플레이 스크린(10)을 가로질러 편향되며, 디스플레이 창(3)의 앞에서 배열되고 구멍(13)을 갖는 얇은 플레이트를 포함하는 섀도우 마스크(12)를 통과한다. 섀도우 마스크는 매다는 수단(suspension mean)(14)에 의해 디스플레이 창에 매달려있다. 3개의 전자빔은 한 곳으로 수렴하고 각각에 대해 작은 각으로 섀도우 마스크의 구멍을 통과하여, 결과적으로, 각 전자빔은 단지 한 색의 형광체 요소 상에서 부딪힌다. 도 1에서 관(envelope)의 축(z-축)도 도시되어 있다.
도 2a는 본 발명에 따른 음극선관용 칼라 선택 전극의 일부를 개략적으로 도시하고 있다.
슬롯형 개구의 길이 방향의 크기는 p이고, 수직 피치(vertical pitch) av=p+dv이다. 여기서, dv는 브리지의 크기이고 av는 최소 5㎜이다. 이웃하는 열 사이의 피치는 dh이다. 도면을 단순하게 하기 위해 도 2a 및 도 2b에서는 브리지만 표시되고 있다. 열 사이에서 마스크가 확대되어 있음을 주목한다. 칼라 선택 전극에서 슬롯형 개구의 패턴은 n개의 열 이후에 자체로 반복된다(4초과; 이 경우는 12). 이웃한 열에서의 브리지간의 간격은 av/n의 배수이다(이 경우는 5av/12).
브리지의 수직 위치(vertical position)가 있는 곳(주어진 브리지 21에 대해 0으로 시작)에서의 하나의 가능한 배열은
0, 5av/10, 10av/12 (=-2av/12), 3av/12, 8av/12,1a v /12, 6av/12,11a v /12(=-1a v /12), 4av/12, 9av/12, 2av/12, 7av/12,12a v /12(=0)
인접한 열에서 브리지 사이의 수직 방향의 간격은 각 이웃한 열의 쌍에 대해 5av/12 이다. 브리지의 가장 잘 보이는 선은 수평 방향으로 1av/12 이거나 -1av/12 단계(step)의 것들이다. 그것들은 서로 5열의 간격을 두고 발생한다. 도면에서 이러한 선은 명백히 구별되고 선에 의해 표시되고 있다.
이러한 선들이 수평한 방향에 대해 만드는 각의 탄젠트 값(tangent)은 수직의 간격(av/12)을 각 수평 거리(5dh) 와 (7dh)로 나눈 것 즉, av/5dh12와 av/7dh12이다. 특히 이 예에서 두 선이 만드는 각이 56.6°와 47.3°이도록 하기 위하여 av=20㎜, dh=0.22㎜이다.
일반적으로 이들 가장 두드러지는 선의 탄젠트 값은 수직 간격(av/n 또는 -av/n)을 수평 거리(dhm)로 나눈 것으로 여기서 2≤m≤n 이다.
도 2b는 6배(six-fold) 대칭을 갖는 섀도우 마스크를 도시하고 있는데, 수직 위치(vertical position)는 0, 3/6,5/6,1/6, 4/6, 2/6, 0 이다. 거리 av=6㎜는 66°와 55°가 되게 한다.
만약 n/4≤m≤n/2이거나, 바람직하게는 n/2에 가깝다면, 그리고 탄젠트 값이 대략 0.5와 2사이의 값이거나, 바람직하게는 1에 가깝다면, 즉 약 45°의 각이면 가장 두드러지는 선이 가장 최소한으로 보인다. 탄젠트 값에 대한 이 조건은 0.5≤av/(mndh)≤2 가 되게 하고 n/4≤m≤n/2 조건으로 이것은 1≤8av/(n2dh)≤8 또는 av/dh≤n2≤8av/dh가 되게 한다. 바람직하게는 m은 n/2에 더 가깝고 탄젠트 값은 1에 더 가까운 데 이는 av/dh≤n2≤4av/dh이 되게 한다. 가장 바람직하게 m은 n/2에 가깝고 탄젠트 값은 1에 가까운데 이는 최적의 조건인또는이 되게 한다.
도 2a의 특정한 예에서 n2=144이고 av/dh=90(n2=1.6av/dh)인데 이는 최적 조건에 가까운 값이다. 도 2b의 예에서 n2=1.32av/dh의 결과를 주는 n2=36이고 av/dh=27.27인데, 이는 도 2a의 예보다 최적 조건에서 조금 더 떨어져있는 값이다. 실제로 도 2a와 2b를 비교하면 도 2b보다 도 2a의 가시적인 양상이 더 좋다는 것이 명백하다.
아래에 나타나 있는 표 1은 몇 개의 배열에 대한 가시적인 양상(visible appearance)을 나타내고 있다. 모든 패턴에 대해 dh는 0.22㎜이고, av에 대한 값이 주어진다. 플러스와 마이너스 부호로써 시각적 인상(visual impression)이 나타나 있다.
아래에서 사용된 패턴은 (표 1에서) n2의 값(av/dh에서)과 열의 뒤에서 출발열(starting row)까지의 간격이 av/n(또는 -av/n)인 열의 개수와 마찬가지로 잘 나타나 있는데, 그러한 열은 굵게 그리고 밑줄을 쳐서 나타내고 있다.
n=2 (0, 1/2, 0)
n=4 (0, 2/4, 3/4, 1/2 , 0)
n=6 (0, 3/6, 5/6 , 1/6 , 4/6, 2/6, 0)
n=81(0, 3/8, 6/8, 1/8 , 4/8, 7/8 , 2/8, 5/8, 0)
n=82(0, 4/8, 7/8 , 2/8, 5/8, 1/8 , 6/8, 3/8, 0)
n=11 (0, 3/11, 6/11, 9/11, 1/11 , 4/11, 7/11, 10/11 , 2/11, 5/11, 8/11, 0)
n=12 (0, 5/12, 10/12, 3/12, 8/12, 1/12 , 6/12, 11/12 , 4/12, 9/12, 2/12,
7/12, 0)
n=171(0, 7/17, 14/17, 4/17, 11/17, 1/17 , 8/17, 15/17, 5/17, 12/17, 2/17,
9/17, 16/17 , 6/17, 13/17, 3/17, 10/17, 0)
n=172(0, 8/17, 16/17 , 7/17, 15/17, 6/17, 14/17, 5/17, 13/17, 4/17,
12/17, 3/17, 11/17, 2/17, 10/17, 1/17 , 9/17, 0)
n=19 (0, 8/19, 16/19, 5/19, 13/19, 2/19, 10/19, 18/19 , 7/19, 15/19, 4/19,
12/19, 1/19 , 9/19, 17/19, 6/19, 14/19, 3/19, 11/19, 0)
표 1에서 상기 패턴이 포함되는 본 발명의 영역이 또한 나타나 있다. 가장 어두운 영역은 본 발명의 범위 밖에 있는 것이다. 가장 밝은 영역은 아래에 나타난 바와 같이 가장 바람직한 영역이다. n=17인 제 2 패턴(172로 나타나 있음)은 간격이 av/17인 열이 서로 17의 1/4(4.25)보다도 적게 떨어져 있는 단지 2개의 열이기 때문에 본 발명의 영역 밖에 있다. 가장 바람직한 패턴은 이웃한 열 사이에서 수직 방향으로 일정한 간격을 갖는 것들이다. n=10 또는 14일 때는 약간 덜 유리하며, 가장 좋은 패턴은 n=12 일 때이다.
도 3은 dh가 0.22㎜일 때 n{열의 패턴이 그 열의 수만큼 이후에 자체로 반복될 때의 열의 수(가능한 작은 각도로 기울어지는 것은 별도로 함)}과 av사이의 관계를 그래프 형태로 도시한 도면이다. 제 2의 수평 기준선(horizontal base)은 av/dh값을 제공한다. 선(31)은 최적의 값을 나타내고, 선(32,33)은 바람직한 영역의 범위를 경계지으며 선(32,34)은 본 발명의 범위 밖 영역을 경계짓는다. 선(35,36)은 각각 av=5㎜, n=5의 범위를 경계짓는다. 바람직하게는 n≥8 이다.
가장 바람직하게는, 특히 50보다 큰 av/dh값에 대해 n=8 또는 n=12이다. 이것은 가장 대칭적인 패턴을 나타내준다. 영상의 시각적 양상(visual appearance)에 대해 긍정적 영향을 갖는 것은 별도로 하더라도, 본 발명은 마스크에서의 강도(strength)와 더욱 상세하게는 응력(stress)의 균일함(homogeniety)에 대해서도 긍정적 영향을 갖고 있음을 주목한다. 브리지의 패턴 때문에 응력의 분포, 더욱 상세하게는 마스크에서의 응력의 균일함은 개선된다.
요컨대, 본 발명은 연장된 즉, 길이가 5㎜보다 긴 구멍을 구비한 인장이 가해진 섀도우 마스크를 갖는 음극선관에 관한 것이다. 구멍의 패턴은 5이상의 열 이후에 자체로 반복되고 상기의 패턴이 자체로 반복되는 열 사이의 관계, 즉 수직 피치(av)와 수평 피치(dh) 의 관계는 av/dh≤n2≤8av/dh로 주어지고, 가장 바람직하게는로 주어진다.
상술한 바와 같이 본 발명은 본 발명은 연장된 개구의 열을 갖는 칼라 선택 전극을 구비한 음극선관에 이용된다.
Claims (6)
- 인장력을 받는 칼라 선택 전극(tensioned colour selection electrode)을 구비하며, 전극 인장력(electrode tension)이 어느 한 방향으로 가해지고, 상기 칼라 선택 전극은 상기 방향으로 연장된 개구(elongated opening)를 포함하며, 상기 개구는 브리지(bridge)에 의해 상기 방향에서 서로 떨어져 있고, 상기 방향으로의 상기 개구의 크기는 5㎜보다 큰 음극선관으로서,상기 브리지는 일정한 반복 패턴으로 형성되며, 여기서, 길이 방향에 대해 횡단하는 방향으로 나타나는 상기 패턴은 슬롯형 개구(slotted opening)의 n개의 열 이후에 대체적으로 자체로 반복되고, 이웃하는 열 사이에서 상기 개구를 따르는 방향으로의 이동은 대략 간격 av/n의 배수(multiple)가 되고, 여기서 n은 4보다 크고 av/dh≤n2≤8av/dh이며,여기서, av는 상기 개구의 수직 피치(vertical pitch)이고 dh는 열 사이의 수평 피치(horizontal pitch)이며, 상기 각 개구의 패턴이 연장된 개구를 따르는 방향으로 av/n 또는 -av/n만큼 이동된 열은 n/4 열을 초과하는 만큼씩 떨어진 것을 특징으로 하는, 음극선관.
- 제 1 항에 있어서, av/dh≤n2≤4av/dh인 것을 특징으로 하는, 음극선관.
- 제 1 항에 있어서,인 것을 특징으로 하는, 음극선관.
- 제 1 항에 있어서, n≥8인 것을 특징으로 하는, 음극선관.
- 제 4 항에 있어서, n=10 내지 n=14인 것을 특징으로 하는, 음극선관.
- 제 5 항에 있어서, n=12인 것을 특징으로 하는, 음극선관.
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