KR20020015442A - 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리 - Google Patents

Abstract

목적: 지지부재와 같은 평면에 위치하는 탄성부재를 사용하여 섀도우 마스크에 인장력을 부여하고, 고온에서도 인장성을 유지할 수 있는 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리를 제공한다.

구성: 전자총에서 방출된 전자빔이 스크린의 형광막에 랜딩될 때 선택적으로 통과할 수 있는 마스크 홀이 형성된 섀도우 마스크와, 상기 섀도우 마스크의 장변부 양단이 용접부착되어 지지되는 한 쌍의 지지부재와, 상기 지지부재간의 대향 위치에 설치되며 지지부재간의 간격을 일정하게 유지해주는 한 쌍의 간격 고정수단과, 상기 간격고정수단과 섀도우 마스크에 의해 연결된 지지부재 사이에 설치되어 탄성복원력에 의한 텐션을 가함으로써 섀도우 마스크에 인장력을 부여하는 한 쌍의 탄성부재로 이루어진다.

효과: 섀도우 마스크 프레임 어셈블리의 두께가 줄어들어 훼이스 패널의 크기가 감소될 수 있고 이로 인해 음극선관의 박형화 및 경량화를 실현할 수 있으며, 고온하에서도 섀도우 마스크의 변형을 방지할 수 있다.

Description

음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리{Shadow mask frame assembly of CRT}

본 발명은 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 텐션형 섀도우 마스크에 인장력을 가하기 용이하고 두께를 감소시킬 수 있으며 고온에서도 마스크의 변형을 방지할 수 있는 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리에 관한 것이다.

음극선관은 전자총으로부터 방출된 전자빔이 색선별 기능을 가지는 것으로 형광막과 소정간격 이격되게 설치되는 섀도우 마스크의 전자빔 통과공을 통하여 형광막에 랜딩됨으로써, 형광막을 여기시켜 화상을 형성하게 된다.

상기와 같이 화상을 형성하는 종래의 음극선관의 스크린면은 전자총으로부터 방출되는 전자빔이 편향요크에 의해 편향시 전자빔의 편향궤적을 감안하여 소정의 곡율을 갖도록 설계되어 있으며, 이에 따라 상기 섀도우 마스크 스크린면의 곡율과 대응되는 곡율을 갖도록 설계되어 있다. 이러한 종래의 음극선관은 상기 전자총으로부터 방출되는 전자빔 즉, 열전자에 의해 섀도우 마스크가 가열되어 패널측으로 부풀어 오르는 도밍 현상이 발생된다. 이러한 도밍현상은 전자빔이 형광막에 정확하게 랜딩되지 못하는 원인이 되며 또한, 상기 스크린면에 소정의 곡율을 갖도록 형성됨으로써, 시야각이 좁아지고 스크린면의 가장자리에서 화상이 왜곡된다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 스크린면을 평면상으로 형성한 평면형 음극선관은 형광막이 형성된 패널을 평판상으로 형성하고 섀도우 마스크에 소정의 인장력이 가하여진 상태로 패널에 고정한다. 인장력이 가해지면 도밍을 최소화 할 수 있게 된다. 이 상태에서 상기 패널은 전자총과 편향요크가 장착된 펀넬과 고정된다.

도 8에는 이러한 평면형 음극선관에 있어서, 섀도우 마스크가 장착되는 마스크 프레임 어셈블리의 일예를 도시하였다. 상기와 같은 구조의 섀도우 마스크 프레임은 일본의 소니사에서 출원한 US 5426380, US 5532546 및 US 5702280 등에 주로 적용되는 모델이다.

도면에서 보면, 종래 평면형 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리는 크게 섀도우 마스크(4)와 지지부재(6)(6') 및 강성부재(8)(8')로 나누어진다. 상기 지지부재(6)(6')는 대략 단면이 L자형인 단순보로서 재료는 크롬-몰리브덴 강과 같은 합금을 주로 사용한다. 상기 지지부재(6)(6')의 양단부의 하단에는 대략 ∪자형의 강성부재(8)(8')가 용접연결된다.

상기 강성부재(8)(8')는 속이 빈 사각관 형상을 하고 있으며 지지부재(6)(6')의 단부와 용접되는 부위에서 일정거리를 두고 만곡되어 있다. 상기 강성부재(8)(8')는 통상 탄성을 지니면서 열팽창 계수가 그다지 높지 않은 재료를 주로 사용한다.

상기 지지부재(6)(6')의 윗면에는 섀도우 마스크(4)가 부착되는바 섀도우 마스크의 장변부 끝단(4a)이 용접되어 부착된다. 이때 섀도우 마스크(4)는 단변 축방향으로 인장력이 가해지며 강성부재(8)(8')가 상기 인장력을 지지하게 된다. 상기 지지부재(6)(6')와 강성부재(8)(8')의 외측벽에는 바이메탈재인 패널고정용 스프링(10)이 부착되어 고온에서의 지지부재(6)(6') 및 강성부재(8)(8')의 열팽창시 오차를 보정하고 또한 훼이스 패널에 부착하는 수단이 된다.

그러나 강성부재(8)(8')가 섀도우 마스크(4)의 인장력을 지지하기 위해 통상 ∪자형으로 제조되어 음극선관의 훼이스 패널에 조립될 때 강성부재(8)(8')가 훼이스 패널 밖으로 튀어 나오므로 이를 해소하기 위해 훼이스 패널이 필요이상으로 커져야 하고 생산비용이 증가하며 브라운관의 외관이 볼품없어지는 문제점이 발생한다.

또한, 강성부재(8)(8')의 탄성력에 의존하여 섀도우 마스크(4)에 인장력을 가할때는 산포성이 커 원하는 인장력을 부여하기 힘들고 다수의 열공정과정에서 각 부품간의 열팽창율 차이로 인해 섀도우 마스크(4)에 처짐이나 소성변형이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 새롭게 제시된 발명으로서, 지지부재와 같은 평면에 위치하는 탄성부재를 사용하여 섀도우 마스크에 인장력을 부여하고, 고온에서도 인장성을 유지할 수 있는 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명에 의한 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리의 바람직한 일실시예를 도시한 분리 사시도.

도 2 는 도 1에 도시된 섀도우 마스크 프레임 어셈블리의 평면도.

도 3 은 도 1에 도시된 섀도우 마스크 프레임 어셈블리의 측단면도.

도 4 는 열팽창에 따른 섀도우 마스크의 처짐을 보여주는 측면도.

도 5 는 열팽창 후의 탄성부재의 보정상태에 관하여 섀도우 마스크를 일부 절개한 평면도.

도 6 은 섀도우 마스크, 탄성부재, 간격고정수단간의 열팽창에 따른 관계를 보여주는 그래프.

도 7 은 본 발명에 의한 섀도우 마스크 프레임 어셈블리의 다른 실시예를 도시한 측면도.

도 8 은 종래 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리를 도시한 분리 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

4: 섀도우 마스크 6,6',60,60': 지지부재

10: 패널고정용스프링 20,20': 간격고정수단

30,30',300: 탄성부재 304: 코일 스프링

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 음극선관의섀도우 마스크 프레임 어셈블리는,

전자총에서 방출된 전자빔을 선택적으로 통과시키는 마스크 홀을 구비한 섀도우 마스크와, 상기 섀도우 마스크가 용접부착되어 지지되는 지지부재와, 상기 지지부재간의 대향위치에 설치되어 섀도우 마스크에 텐션을 부여하는 탄성부재와, 상기 지지부재간의 간격을 일정하게 고정하는 간격 고정수단을 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 탄성부재의 두께는 지지부재의 수직부 높이보다 작거나 같은 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 지지부재와 같은 평면상에 위치하는 탄성부재를 이용하여 섀도우 마스크에 텐션을 가하면 마스크 프레임 어셈블리의 두께를 슬림하게 가져감으로써 음극선관의 관축길이를 줄일 수 있게 되고 고온에 의해 섀도우 마스크나 간격 고정수단이 열팽창되더라도 섀도우 마스크가 항상 인장성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 구성에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 참고로 본 발명을 설명하기에 앞서 종래 기술과 일치하는 부분에 대해서는 종래 기술에서 사용한 도면 부호를 그대로 인용하기로 한다.

도 1 에는 본 발명에 의한 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리의 바람직한 일실시예를 분리하여 도시하였다.

도면을 참조하면, 본 발명의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리는 음극선관의 전자총에서 방출된 전자빔이 스크린의 형광막에 랜딩될 때 선택적으로 통과할 수있는 마스크 홀이 형성된 섀도우 마스크(4)와, 상기 섀도우 마스크(4)의 장변부 양단이 용접부착되어 지지되는 한 쌍의 지지부재(6)(6')와, 상기 지지부재(6)(6')간의 대향 위치에 설치되며 지지부재(6)(6')간의 간격을 일정하게 유지해주는 한 쌍의 간격고정수단(20)(20')과, 상기 간격고정수단(20)(20')과 섀도우 마스크(4)에 의해 연결된 지지부재(6)(6') 사이에 설치되어 탄성복원력에 의한 텐션을 가함으로써 섀도우 마스크(4)에 인장력을 부여하는 한 쌍의 탄성부재(30)(30')로 이루어진다.

상기 섀도우 마스크(4)는 통상 두께가 대략 1㎜이하의 박판으로서 주로 인바(invar)강으로 제조된다. 상기 섀도우 마스크(4)의 중앙부에는 도트형 또는 스트라이프 형의 마스크 홀(4a)이 형성된 유공부(42)와, 상기 유공부(42) 외측으로 마스크 홀(4a)이 형성되지 않은 무공부(44)가 형성된다. 상기 실시예의 섀도우 마스크(4)에는 스트라이프 형의 마스크 홀(4a)이 형성되어 있는 바 최근의 컬러 브라운관에 사용되는 텐션형 섀도우 마스크를 도시하였다.

상기 섀도우 마스크(4)의 장변부 양단의 무공부(44a)는 지지부재(6)(6')에 용접되는데 상기 지지부재(6)(6')의 형태는 다음과 같다. 지지부재(6)(6')는 종단면이 대략 'L'자 형인 바(bar)로서 길이는 거의 섀도우 마스크(4)의 장변부 길이와 같거나 약간 길며 수평부(6b)(6'b)가 대향되도록 하여 섀도우 마스크(4)가 지지된다.

섀도우 마스크(4)는 장변부 양단이 상기 지지부재(6)(6')의 수직부(6a)(6'a) 윗단면에 저항용접 또는 레이저 용접 등을 채용하여 용접부착되며 지지부재(6)(6')의 수평부(6b)(6'b)에는 간격고정수단(20)(20')이 설치된다. 상기 간격고정수단(20)(20')은 섀도우 마스크(4)의 단변부 양단의 아래 지지부재(6)(6')에 설치되며 상기 간격고정수단(20)(20')이 전자빔의 진로를 차단하지 않도록 단변부 양단의 무공부(44b)와 같은 위치에 설치된다.

상기와 같이 섀도우 마스크(4), 지지부재(6)(6'), 간격고정수단(20)(20')에 의해 기본적인 마스크 프레임 어셈블리 구조가 완성된 후 상기 지지부재(6)(6')의 장방향 양단에 탄성부재(30)(30')를 설치한다. 상기 탄성부재(30)(30')는 탄성을 지닌 금속 및 합금재를 채용함이 바람직하며 본 발명의 일실시예에서는 약간의 곡률을 가지고 휘어있는 브릿지 구조의 탄성재를 적용하였다.

상기 탄성부재(30)(30')가 외부 힘을 받지 않은 정상상태에서 양단부의 직선상 길이는 지지부재(6)(6')간의 간격, 즉 지지부재(6)(6')의 대향된 수평부(6b)(6b')간의 간격보다 소정량 길다. 이와 같은 탄성부재(30)(30')가 지지부재(6)(6') 사이에 설치된 마스크 프레임 어셈블리의 섀도우 마스크(4)를 일부 절개하여 상측에서 조망한 평면도와 단변방향에서 일부 절개한 측단면도를 도 2와 도 3에 도시하였다.

도 2에서 보는 바와 같이 양 지지부재(6)(6') 사이에 설치되는 탄성부재(30)(30')는 중앙으로 약간의 압축력을 가한 상태에서 설치되고 이로 인해 설치된 후 지지부재(6)(6')는 상기 탄성부재(30)(30')의 복원력에 의해 외측으로 힘을 받게 되며 이에 따라 섀도우 마스크(4)에 인장력이 발생한다.

도 3의 도면을 참조하면, 상기 탄성부재(30)(30')는 양단부가 끝이 뾰족하게형성되어 있고, 지지부재(6)(6')에는 상기 탄성부재(30)(30')가 끼워지는 홀(6c)(6c')이 형성되어 있다. 상기 탄성부재(30)(30')는 상기 홀(6c)(6c')에 삽입된 후 약간 압축시켜 지지부재(6)(6')에 섀도우 마스크(4)를 용접부착한다. 이와 같이 섀도우마스크(4)와 간격조정수단(20)(20') 사이에 탄성부재(30)(30')가 설치되면, 상기 지지부재(6)(6')의 양 수평부(6b)(6b') 사이에 설치된 간격고정수단(20)(20')을 중심축으로 한 지렛대의 원리 및 탄성부재(30)(30')의 복원력에 의해 섀도우 마스크(4)는 인장력을 받게 되어 일정한 텐션을 유지할 수 있다.

도 4에는 상술한 구조의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리가 제품생산시 다수의 열공정 과정 및 작동중 온도 상승에서 발생되는 각 재질의 열팽창율 차이에 의해 탄성부재(30)(30')가 없을 경우 또는 탄성력이 없는 소재를 사용할 때 섀도우 마스크(4)에 일어날 수 있는 변형에 대하여 도시하였다.

도면을 참조하면, 온도 상승량을 T, 섀도우 마스크(4)와 간격고정수단(20)의 열팽창계수를 각각 α₁, α₂라 하면 α₁<α₂인 간격고정수단을 채용할 때, 온도 상승에 따른 간격고정수단(20)의 팽창량에 비해 섀도우 마스크(4)의 팽창량이 미치지 못해 인장력을 유지하지 못하고 처짐이나 변형이 발생할 수 있다.

도 5에는 상술한 열팽창에 따른 탄성부재(30)의 보정에 관하여 마스크 프레임 어셈블리를 도시하였다.

도면에서 점선으로 표시한 부분은 정상상태에서의 마스크 프레임 어셈블리이고 실선으로 표시된 부분은 온도 상승에 따라 열팽창된 마스크 프레임 어셈블리가도시된 것이다. 간격고정수단(20)이 열팽창되어 지지부재(6)(6')간의 간격이 늘어나게 되면, 탄성부재(30)의 압축력이 일정량 해제되면서 브릿지의 높이가 낮아지고 이에 따라 열팽창되기 전과 동일한 인장력이 섀도우 마스크(4)에 작용하게 되어 팽팽하게 인장성을 유지시켜줌으로써, 섀도우 마스크(4)의 처짐이나 변형을 방지할 수 있다.

도 6에는 상기 섀도우 마스크(4) 및 간격고정수단(20)의 열팽창에 따른 각각의 열팽창량과 이에 의한 탄성부재(30)의 증가량에 관계에 관하여 도시하였다.

도면과 같이 탄성부재(30)의 증가량△ℓ₂이 섀도우 마스크(4)의 열팽창량 △ℓ₁보다는 크게되고, 간격고정수단(20)의 열팽창량 △ℓ₃보다는 적도록 설계하여 섀도우 마스크(4)에 무리한 텐션을 가하지 않는 효과가 발생하므로 섀도우 마스크(4)의 소성변형도 방지할 수 있게 된다. 즉, 온도상승에 따른 열팽창과 관계없이 일정한 인장강도를 섀도우 마스크(4)에 줄수 있게 된다.

위와 같은 구조의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리를 훼이스 패널에 고정시키기 위해서는 패널고정용 스프링(10)이 개재되어야 한다. 상기 패널고정용 스프링(10)은 훼이스 패널의 스터드 핀이 삽입되는 핀홀(10a)이 형성되어 있어서 훼이스 패널에 섀도우 마스크 프레임 어셈블리를 삽입시 패널고정용 스프링(10)이 약간 눌리면서 패널고정용 스프링(10)의 핀홀(10a)에 훼이스 패널의 스터드 핀이 끼워져 조립된다.

본 발명에서는 지지부재(6)(6')의 외벽과 간격고정수단(20)(20')의 외벽에패널고정용 스프링(10)을 부착하는 바, 도 1에 도시되어 있다.

상기와 같이 간격고정수단(20)(20')에 패널고정용 스프링(10)을 부착하는 이유는 만일 패널고정용 스프링(10)이 탄성부재(30)(30')에 부착되면, 열변형에 따른 탄성부재(30)(30')의 변위량에 의해 안정적인 고정이 불가능하게 되고 전자빔이 훼이스 패널에 랜딩시 오차가 발생되는 원인이 될 수 있다. 이에 따라 패널고정용 스프링(10)을 간격고정수단(20)(20')에 부착시켜 섀도우 마스크 프레임을 훼이스 패널에 안정되게 고정시킨다.

도 7에는 탄성부재로서 코일 스프링을 사용한 섀도우 마스크 프레임 어셈블리의 다른 실시예의 측면도를 도시하였다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 관련된 탄성부재(300)는 지지부재(60)와 지지부재(60') 사이에 설치되데 도 1의 홀(6c)과 달리 홈(60c)이 형성되어 있어 탄성부재의 코일 스프링이 원형 봉(302)의 양단부에 탄성을 지닌 코일 스프링(304)을 채용함으로써 도 1의 탄성부재(30)와 같은 효과를 지니면서 섀도우 마스크(4)의 외측으로 돌출되지 않도록 하는 잇점을 지니고 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리는 섀도우 마스크 프레임 어셈블리의 두께가 줄어들어 훼이스 패널의 크기가 감소될 수 있고 이로 인해 음극선관의 박형화 및 경량화를 실현할 수 있으며, 고온하에서도 섀도우 마스크의 변형을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 전자총에서 방출된 전자빔을 선택적으로 통과시키는 마스크 홀을 구비한 섀도우 마스크;

   상기 섀도우 마스크가 용접부착되어 지지되는 지지부재;

   상기 지지부재간의 대향위치에 설치되어 섀도우 마스크에 텐션을 부여하는 탄성부재;

   상기 지지부재간의 간격을 일정하게 고정하는 간격고정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부재는 브릿지 형의 스프링인 것을 특징으로 하는 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부재는 원형 봉 양단에 코일 스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부재의 두께는 지지부재의 수직부 높이보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 음극선관의 섀도우 마스크 프레임 어셈블리.