KR20020016797A

KR20020016797A - 음극선관

Info

Publication number: KR20020016797A
Application number: KR1020017014987A
Authority: KR
Inventors: 와타나베히로토시; 오모리마사유키; 오마에히데하루
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-03-06
Also published as: EP1209717A1; JP3943343B2; EP1209717A4; US20020180329A1; CN1366703A; KR100399858B1; CN1229843C; JP2002260550A; US6566798B2; WO2001093299A1

Abstract

한 쌍의 판 형상 부재(7)가 대향한 상태에서 각 판 형상 부재(7)와 고착하여 각 판 형상 부재(7)를 지지하는 한 쌍의 지지체(14)와, 인장력이 인가된 상태에서 각 판 형상 부재(7)에 고착된 섀도 마스크(6)를 구비하고, 지지체(14)는 섀도 마스크(6)측에 볼록이 되도록 형성된 크랭크 형상의 단차 부분(15)을 가지고 있다. 이에 따라, 섀도 마스크 구조체의 내력 모멘트를 작게 할 수 있으므로, 전자 빔 방사 충돌에 의해 섀도 마스크(6)가 열팽창해도 섀도 마스크(6)의 관축 방향의 변위를 억제할 수 있고, q값 편차도 억제할 수 있다. 또, 크랭크 형상의 단차 부분(15)에 의해 가로 방향의 공극을 철계 재료로 차폐할 수 있으므로, 자기 특성을 개선할 수 있다.

Description

음극선관{A cathode ray tube}

종래의 컬러 음극선관의 일례의 단면도를 도 18에 도시한다. 본 도면에 도시한 컬러 음극선관(1)은 내면에 형광체 스크린면(2a)이 형성된 실질적으로 직사각형 형상의 페이스 패널(2)과, 페이스 패널(2)의 뒷쪽에 접속된 깔대기부(3)와, 깔때기부(3)의 네크부(3a)에 내장된 전자 총(4)과, 페이스 패널(2)의 내부에 형광체 스크린 면(2a)에 대향하여 설치된 섀도 마스크(6)와, 이것을 고정하는 프레임(7)을 구비하고 있다. 또, 전자 빔을 편향 주사하기 위해, 깔때기부(3)의 외주면상에는 편향 요크(5)가 설치되어 있다.

섀도 마스크(6)는 전자총(4)으로부터 발사되는 세 개의 전자 빔에 대해 색선별의 역할을 하는 것으로, 평판에 전자 빔 통과 구멍인 대략 슬롯형의 열린 구멍이 에칭에 의해 다수 형성되어 있다. A는 전자 빔 궤적을 도시하고 있다.

섀도 마스크(6)를 고정한 판 형상 부재인 프레임(7)은, 길이 방향의 양단부에 프레임(7)의 지지체인 한 쌍의 프레임(8)이 고정되어 있다. 이들, 한 쌍의 프레임(7) 및 한 쌍의 프레임(8)에 의해 틀 형상체가 형성되어 있다. 이 틀 형상체와 이것에 고정된 섀도 마스크(6)로, 섀도 마스크 구조체(9)를 형성하고 있다.

한 쌍의 상하 프레임(7)에는, 판 형상의 스프링 부착 부재(21)가 고착되고, 이 스프링 부착 부재(21)에 스프링 부재(10)가 고정되어 있다. 한 쌍의 좌우 프레임(8)에는 판 형상의 스프링 부착 부재(11)가 고착되고, 이 스프링 부착 부재(11)에 스프링 부재(12)가 고착되어 있다.

섀도 마스크 구조체(9)의 페이스 패널(2)로의 고정은 스프링 부재(10)의 부착 구멍(10a)과 페이스 패널(2) 내면의 상하 핀(13)을 끼워 맞추어, 스프링 부재(12)의 부착 구멍(12a)과 페이스 패널(2) 내면의 좌우 핀(도시하지 않음)을 끼워 맞춤으로써 행해진다.

컬러 음극선관에서는, 전자 빔의 방사 충돌에 의한 섀도 마스크(6)의 열팽창에 의해, 전자 빔 통과 구멍이 변위하여, 전자 빔 통과 구멍을 통과하는 전자 빔이 소정의 형광체에 바르게 닿지 않게 되어, 색 얼룩이 발생하는 도밍 현상이 발생한다. 이 때문에, 섀도 마스크(6)의 온도 상승에 따른 열팽창을 흡수할 수 있는 인장력을 미리 가하여, 섀도 마스크(6)를 프레임(7)에 가장(架張) 유지하는 것이 행해지고 있다. 이와 같은 가장 유지에 의하면, 섀도 마스크(6)의 온도가 상승해도, 섀도 마스크(6)의 열린 구멍과 형광체 스크린 면(2a)의 형광체 스트라이프와의 상호 위치의 어긋남을 저감할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 컬러 음극선관에는 이하와 같은 문제가 있었다. 가장 유지되어 있는 섀도 마스크(6)에 전자 빔이 방사 충돌하여 열팽창하여, 인장력이 작아지게 되면, 섀도 마스크 구조체(9)의 내력 모멘트도 변동하고, 균형 상태도 변동하게 된다. 이 균형 상태의 변동에 의해, 섀도 마스크(6)의 열린 구멍과 형광체 스크린 면(2a) 사이의 거리(q값)의 어긋남, 즉 섀도 마스크(6)의 관축 방향의 위치 어긋남이 발생하여, 전자 빔이 형광체에 바르게 닿지 않게 되어, 색 얼룩이 발생하는 문제가 있었다.

이와 같은 섀도 마스크(6)의 관축 방향의 위치 어긋남에 의한 색 얼룩은, 상기와 같은 섀도 마스크의 가장 유지에 의해서도 충분히 방지할 수 없었다.

본 발명은 텔레비젼 수상기, 컴퓨터 디스플레이 등에 이용되는 섀도 마스크형 음극선관에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 컬러 음극선관의 단면도,

도 2는 본 발명의 실시형태 1에 관한 섀도 마스크 구조체의 사시도,

도 3은 본 발명의 실시형태 2에 관한 섀도 마스크 구조체의 사시도,

도 4a는 종래의 섀도 마스크 구조체에 관한 모멘트의 인가 상태의 일례를 도시한 도면,

도 4b는 본 발명의 일 실시형태의 섀도 마스크 구조체에 관한 모멘트의 인가 상태를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 다른 실시형태의 섀도 마스크 구조체에 관한 모멘트의 인가 상태를 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 실시형태 3에 관한 섀도 마스크 구조체의 사시도,

도 7a는 음극선관 동작시의 프레임 및 지지 조정 부재의 시각과 온도의 관계를 도시한 도면,

도 7b는 음극선관 동작시의 시각과 전자 빔 이동량의 관계를 도시한 도면,

도 8은 내부 자기 시일드의 일례를 도시한 사시도,

도 9는 본 발명의 실시형태 4에 관한 섀도 마스크 구조체의 사시도,

도 10은 내부 자기 시일드와 섀도 마스크 구조체를 접합한 상태의 도 9의 A 화살표의 방향으로 본 도면,

도 11은 내부 자기 시일드와 섀도 마스크 구조체를 접합한 상태의 도 9의 I-I선의 단면도,

도 12a는 도 7의 시각(t1)보다 전 상태의 음극선관 동작시의 프레임의 변위 상태를 도시한 도면,

도 12b는 도 7의 시각(t1)보다 후 상태의 음극선관 동작시의 프레임의 변위 상태를 도시한 도면,

도 13a는 본 발명의 일 실시형태에 관한 스프링 정수를 작게 하기 위한 돌기를 형성한 지지 조정 부재의 일례의 측면도,

도 13b는 본 발명의 일 실시형태에 관한 스프링 정수를 작게 하기 위한 돌기를 형성한 지지 조정 부재의 다른 일례의 측면도,

도 13c는 본 발명의 일 실시형태에 관한 스프링 정수를 작게 하기 위한 돌기를 형성한 지지 조정 부재의 또 다른 일례의 측면도,

도 14a는 내부 자기 시일드와 지지 조정 부재의 접합에 관한 실시예 1의 사시도,

도 14b는 도 14a의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도,

도 15a는 내부 자기 시일드와 지지 조정 부재의 접합에 관한 실시예 2의 사시도,

도 15b는 도 15a의 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도,

도 16a는 내부 자기 시일드와 지지 조정 부재의 접합에 관한 실시예 3의 사시도,

도 16b는 도 15a의 Ⅳ-Ⅳ선의 단면도,

도 17a는 본 발명의 실시형태 6에 관한 음극선관 동작시의 프레임 및 지지 조정 부재의 시각과 온도의 관계를 도시한 도면,

도 17b는 본 발명의 실시형태 6에 관한 음극선관 동작시의 시각과 전자 빔 이동량의 관계를 도시한 도면,

도 18은 종래의 컬러 음극선관의 일례의 단면도이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하는 것으로, 섀도 마스크의 관축 방향의 위치 어긋남을 억제하여, 색 얼룩을 방지한 음극선관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 음극선관은 한 쌍의 판 형상 부재와, 상기 한 쌍의 판 형상 부재가 대향한 상태에서 상기 각 판 형상 부재와 고착하여 상기 각 판 형상 부재를 지지하는 한 쌍의 지지체와, 인장력이 인가된 상태에서 상기 각 판 형상 부재에 고착된 섀도 마스크를 구비한 음극선관에서, 상기 지지체는 상기 섀도 마스크측에 볼록이 되도록 형성된 크랭크 형상의 단차 부분을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 섀도 마스크 구조체의 내력 모멘트를 작게 할 수 있으므로, 전자 빔 방사 충돌에 의해 섀도 마스크가 열팽창해도, 섀도 마스크의 관축 방향의 변위를 억제할 수 있어, q값 편차도 억제할 수 있다. 또, 지지체의 크랭크 형상의 단차 부분에 의해, 가로 방향의 공극을 철계 재료로 차폐하는 것이 가능해지므로, 자기 특성을 개선할 수 있다.

상기 음극선관에서는, 상기 지지체는 상기 판 형상 부재의 길이 방향에서 단부로부터 내측에 이르는 연출부를 가지고 있고, 상기 연출부의 단부와 상기 판 형상 부재를 고착함으로써, 상기 지지체는 상기 판 형상 부재의 길이 방향의 내측으로 들어간 부분에서 고착되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 섀도 마스크의 인장력의 분포를 산 형상으로 하기 쉬워지게 되어, 섀도 마스크의 진동을 섀도 마스크의 자유 단부에서 제어하기 쉬워진다. 또, 이 경우 섀도 마스크의 열 팽창에 의해, 지지체의 움직임이 커지게 되는데, 내측으로 들어간 부분에서 응력이 흡수되어, 지지체상의 지지체를 지지하는 스프링 부재를 부착한 축상으로의 응력이 경감된다. 이 때문에, 섀도 마스크 구조체의 내력 모멘트를 작게 할 수 있는 효과가 더 유효하게 된다.

또, 상기 지지체에는 상기 크랭크 형상의 단차 부분에서 형성된 오목 부분에 위치하여, 상기 지지체를 지지하는 스프링 부착 부재가 더 고착되어 있고, 상기 스프링 부착 부재에는 스프링 부재가 고착되고, 상기 스프링 부재에는 부착 핀에 끼워 넣기 위한 부착 구멍이 형성되어 있고, 상기 부착 구멍의 중심점은 상기 판 형상 부재를 고착하는 부분의 상기 지지체의 위치에 대해, 상기 섀도 마스크측과 반대측에 위치하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 판 형상 부재 상면에 가해지는 섀도 마스크 인장력의 반력에 의한 지지 부재로의 모멘트의 변화를 작게 할 수 있으므로, 판 형상 부재 상면의 관축 방향의 변위량을 작게 할 수 있다.

또, 상기 지지체에는 상기 크랭크 형상의 단차 부분에서 형성된 오목 부분또는 오목 부분의 외부에 위치하여, 상기 지지체를 지지하는 스프링 부재가 고착되고, 상기 스프링 부재에는 부착 핀에 끼워 넣기 위한 부착 구멍이 형성되어 있고, 상기 부착 구멍의 중심점은 상기 판 형상 부재를 고착하고 있는 부분의 상기 지지체의 위치에 대해, 상기 섀도 마스크측과 반대측에 위치하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 스프링 부재를 직접 지지체에 부착하고 있으므로, 스프링 부착 부재가 불필요해진다.

또, 상기 크랭크 형상의 단차 부분은 상기 지지체의 길이 방향에서, 직선 형상으로 형성된 부분을 가지는 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 섀도 마스크가 고착된 섀도 마스크 구조체를 페이스 패널에 부착하기 위한 부재를 지지체에 부착하는 것이 용이해진다.

또, 상기 크랭크 형상의 단차 부분 중, 상기 섀도 마스크측으로 변위한 부분의 중축(中軸)이 상기 섀도 마스크의 면보다 상측에 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 섀도 마스크의 열 팽창에 의해, 섀도 마스크는 형광체 스크린면측에 가까워지게 되므로, 색 편차 보정 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 크랭크 형상의 단차 부분의 절곡 부분은 원호 형상으로 형성되고, 상기 원호의 내주측의 곡률 반경은 20mm 이상인 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 절곡 부분의 과도한 응력 집중을 방지할 수 있어, 충분한 강성을 확보할 수 있다.

또, 상기 크랭크 형상의 단차 부분에서 형성된 오목 부분을 통해, 상기 지지체와 대향하도록 지지 조정 부재가 더 고착되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 모멘트 변화를 작게 하는 효과에 지지체의 강성 업의 효과가 가해지게 된다. 이 경우, 단면 2차 모멘트가 증가하므로, 지지체에 이용하는 강철 재료의 단면 사이즈를 보다 랭크 아래의 것으로 할 수 있다. 또, 전자 빔 방사 충돌시의 섀도 마스크의 관축 방향의 변위를 더 억제할 수 있다.

또, 지지체의 관축 방향의 축 둘레의 단면 2차 모멘트에 비해, 수평 방향의 축 둘레의 단면 2차 모멘트가 커지므로, 지지체는 관축 방향의 변위가 억제되는 한 편, 수평 방향의 변위는 증대하게 되어, 이 수평 방향의 변위를 이용하여 관축 방향의 보정도 가능하게 된다.

또, 상기 지지 조정 부재에는 상기 지지 조정 부재의 길이 방향의 스프링 정수를 작게 하는 돌기가 더 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 음극선관 동작시에 지지 조정 부재가 지지체를 압축하는 방향의 힘을 완화하게 되므로, 섀도 마스크의 관축 방향의 변위를 저감시킬 수 있다.

또, 상기 지지 조정 부재의 길이 방향의 스프링 정수는 1.47×10⁴N/mm 이하인 것이 바람직하다.

또, 상기 지지 조정 부재는 열팽창 계수가 상기 지지체보다 큰 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 열 처리 공정 중의 섀도 마스크의 소성 변형을 방지할 수 있다. 또, 음극선관의 동작시의 관축 방향의 변위를 억제할 수 있다.

또, 상기 지지 조정 부재의 열팽창 계수는 상기 지지체의 열팽창 계수의 1.2배 이상인 것이 바람직하다.

또, 상기 지지체보다 열팽창 계수가 작은 지지 조정 부재가 상기 크랭크 형상의 단차 부분 중, 상기 섀도 마스크측으로 변위한 부분의 표면에 고착되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 열처리 공정중의 섀도 마스크의 소성 변형을 방지할 수 있다.

또, 내부 자기 시일드가 상기 지지 조정 부재에 단열재를 통해 고착되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 지지체로부터 내부 자기 시일드로의 열전달을 억제하여, 내부 자기 시일드의 방열 효과를 억제할 수 있으므로, 지지체와 지지 조정 부재를 동일 온도에서 안정시킬 수 있다. 이에 따라, 전자 빔 이동량을 안정시킬 수 있어, 색 편차 방지를 도모할 수 있다.

또, 내부 자기 시일드가 상기 지지 조정 부재에 고착되어 있어, 상기 내부 자기 시일드와 상기 지지 조정 부재와의 접촉 면적은 상기 지지 조정 부재의 한쪽 면의 면적의 25% 이하인 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 내부 자기 시일드와 지지 조정 부재와의 접촉 면적이 작기 때문에, 지지체로부터 지지 조정 부재를 거쳐 내부 자기 시일드로 전달하는 열 전달을 억제하여, 내부 자기 시일드의 방열 효과를 억제할 수 있으므로, 지지체와 지지 조정 부재를 동일 온도로 안정시킬 수 있다. 이에 따라, 전자 빔 이동량을 안정시킬 수 있어, 색 편차 방지를 도모할 수 있다.

또, 상기 내부 자기 시일드와 상기 지지 조정 부재의 접촉 면적은, 상기 지지 조정 부재의 한쪽 면의 면적의 5% 이하인 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 지지체로부터 지지 조정 부재를 거쳐 내부 자기 시일드로 전달하는열 전달을 보다 확실하게 억제할 수 있으므로, 색 편차 방지가 보다 확실해진다.

또, 상기 내부 자기 시일드와 상기 지지 조정 부재와의 사이에, 상기 내부 자기 시일드 및 상기 지지 조정 부재에 비해 열전도율이 낮은 부재가 개재되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 지지체로부터 지지 조정 부재를 거쳐 내부 자기 시일드로 전달하는 열 전달을 더 확실하게 억제할 수 있다.

또, 상기 열전도율이 낮은 부재의 재료는 SUS304인 것이 바람직하다.

또, 상기 내부 자기 시일드는 상기 지지 조정 부재에, 상기 내부 자기 시일드 및 상기 지지 조정 부재 중 적어도 어느 하나에 형성된 돌기부를 통해 접합되어 있고, 상기 접촉 면적은 상기 돌기부의 접합 면적인 것이 바람직하다. 상기와 같은 음극선관에 의하면, 내부 자기 시일드와 상기 지지 조정 부재를 용이하고 또 확실하게 접합하면서, 내부 자기 시일드와 지지 조정 부재와의 접촉 면적을 작게 할 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시형태에 대해서 설명한다. 종래예와 동일 구성의 것은 동일 번호를 붙여 설명한다.

(실시형태 1)

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 컬러 음극선관의 단면도를 도시하고 있다. 도 2는 도 1의 섀도 마스크 구조체(16)의 사시도를 도시하고 있다. 도 2에서는 섀도 마스크(6)의 도시는 생략하고 있다.

판 형상 부재인 프레임(7)의 지지체인 프레임(14)은 절곡 부분을 가지고 있고, 이 절곡 부분에 의해 크랭크 형상의 단차 부분이 형성되어 있다. 이 크랭크 형상의 단차 부분의 면(14b)은 면(14a)에 대해, 섀도 마스크(6)측에 위치하고 있고, 면(14a)과 면(14b)의 사이에는 단차(15)가 형성되어 있다.

상하 프레임(7)의 각 양단부에 좌우 프레임(14)이 용접 등으로 고착되어, 틀 형상체가 형성되고(도 2), 이 틀형상체 중 프레임(7)의 상면에 섀도 마스크(6)가 고착되어 섀도 마스크 구조체(16)가 형성되어 있다. 한 쌍의 상하 프레임(7)에는 판 형상의 스프링 부착 부재(21)가 고착되어, 이 스프링 부착 부재(21)에 스프링 부재(10)가 고정되어 있다. 한 쌍의 좌우 프레임(14)에는 판 형상의 스프링 부착 부재(11)가 고착되고, 이 스프링 부착 부재(11)에 스프링 부재(12)가 고착되어 있다. 이것에 의해, 스프링 부재(12)의 부착 구멍(12a)은 프레임(14)의 길이 방향의 대략 중앙부에 위치하고 있다. 또, 프레임(14)의 크랭크 형상 부분 중, 면(14b)의 형성 부분은 프레임(14)의 길이 방향에서 직선 형상으로 형성되어 있으므로, 스프링 부착 부재(11)의 부착이 용이하다.

섀도 마스크 구조체(16)의 페이스 패널(2)로의 고정은, 도 18의 경우와 마찬가지이고, 스프링 부재(10)의 부착 구멍(10a)과 페이스 패널(2) 내면의 상하 핀(13)을 끼워맞추어, 스프링 부재(12)의 부착 구멍(12a)과 페이스 패널(2) 내면의좌우 핀(도시하지 않음)을 끼워맞춤으로써 행해진다.

도 4는 섀도 마스크 구조체에 가해지는 모멘트를 비교하기 위한 도면으로, 각각 섀도 마스크 구조체의 측면을 부분적으로 도시하고 있다. 도 4a는 도 18에 도시한 종래예의 경우의 구성이고, 도 4b는 도 1에 도시한 본 실시형태의 경우의 구성이다. 도면 중의 z축 방향은 관축 방향과 동일하고, 윗쪽을 향하는 방향을 양으로 한다.

어느 도면의 경우도, 섀도 마스크(6)는 프레임(7)의 상면(7a)에 가장 지지되어 있고, 섀도 마스크(6)는 화살표 a방향으로 인장력이 가해진다. 섀도 마스크(6)의 인장력을 F로 하면, 프레임(7)의 상면(7a)에는 인장력(F)과 동일 크기의 반력(F)이 화살표 방향(상면(7a)이 내측으로 쓰러지는 방향)으로 가해지게 된다. 또, 스프링 부재(12)는 두께 1mm 정도의 것이고, 섀도 마스크(6)의 열 팽창에 의한 모멘트 변화는 모든 틀 형상체에 조립된 각 프레임에 의해 결정된다.

각 도면에서, 반력(F)에 의한 모멘트에 대해서 보면, 도 4a에 도시한 종래예의 경우는, 반력(F)에 의한 프레임(8)의 중축상의 중심점인 A점 둘레의 모멘트(M)는 상면(7a)으로터 중축까지의 최단 직선 거리를 L로 하면, M = F ×L이 된다. 즉, 도 4a에 도시한 상태에서는, 프레임(7)의 상면(7a)의 반력(F)에 의한 A점 둘레의 모멘트(M)가 가해진 상태에서 균형 상태가 유지되게 된다.

이 균형 상태에서, 섀도 마스크(6)가 열팽창하여 인장력(F)이 작아지면, 프레임(7)의 상면(7a)의 반력에 의한 A점 둘레의 모멘트(M)도 작아지게 되어, 균형 상태도 변동하게 된다. 도 4a의 경우에서는 열 팽창에 의한 인장력(F)의 저하에의해, 일점 쇄선으로 도시한 위치로부터 실선의 위치로 이동하고, 이 상태에서 다시 균형 상태가 유지되게 된다. 즉, 열팽창에 의해, 프레임(7)의 상면(7a)은 z축의 음 방향으로 △z만큼 변위하게 된다. 실제로는 프레임(8)은 스프링 부재(12)의 부착 구멍(12a)으로 구속되어 있기 때문에, △z만큼 z축의 음 방향으로 변위하게 된다.

다음에, 도 4b에 도시한 본 실시형태의 경우에 대해 보면, 반력(F)에 의한 A점 둘레의 모멘트(M')는 상면(7a)으로부터 프레임(14c)의 중축까지의 최단 직선 거리(L')로 하면, M' = F ×L'이 된다. 본 실시형태의 경우는 프레임(14)의 면(14b)은 면(14a)에 대해 z축의 양의 방향, 즉 섀도 마스크(6)측에 위치하고 있다. 이에 따라, A점도 z축의 양의 방향으로 변위하고 있다. 따라서, 거리(L')는 거리(L)에 비해 단차(15)만큼 짧아지게 되므로, L' < L이 되어, M' < M의 관계가 성립한다.

즉, 도 4b에 도시한 상태에서는, M보다 작은 모멘트(M')가 가해진 상태에서 균형 상태가 유지되게 된다. 도 4a의 경우와 마찬가지로, 섀도 마스크(6)가 열팽창하여 인장력(F)이 작아지게 되면, 모멘트(M')도 작아져, 균형 상태도 변동하게 된다. 본 도면의 경우에서는 인장력(F)의 저하에 의해, 일점 쇄선으로 도시한 위치로부터 실선의 위치로 이동하여, 이 상태에서 다시 균형 상태가 유지되게 된다. 이 때, 일점 쇄선으로 도시한 바와 같이 휘어진 프레임(14)은 해방되도록 움직인다. 즉, 열 팽창에 의해, 프레임(7)의 상면(7a)은 z축의 음의 방향으로 △z'만큼 변위하게 된다,

여기에서, 이와 같은 인장력의 변동에 의한 z축 방향의 변위량은,프레임(14)의 휘어짐을 발생시키는 프레임(7)의 상면의 반력에 의한 A점 둘레의 모멘트에 비례한다. 상기와 같이, M' < M이므로, △z' < △z의 관계가 성립한다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 프레임(7)의 상면(7a)의 반력에 의한 A점 둘레의 모멘트를 작게 할 수 있으므로, 프레임(14)의 휘어짐의 변화량을 경감시켜 프레임(7)의 상면(7a)의 z축 방향의 변위량도 작게 할 수 있다. 즉, 전자 빔 방사 충돌에 의한 섀도 마스크(6)가 열 팽창해도, 섀도 마스크(6)의 관축 방향(z축 방향)의 변위를 억제할 수 있고, q값 편차도 억제할 수 있다.

도 4b에 도시한 실시형태에서는, 프레임(14)의 면(14b)은 면(14a)에 대해, z축의 양의 방향으로 변위하는데, 면(14b)은 섀도 마스크(6)의 면보다 아래측에 있다. 도 5에 도시한 실시형태는 프레임(20)의 면(20a)과 면(20b) 사이의 단차가 도 4b의 경우와 비교하여 크고, 면(20b)이 z축의 양의 방향으로 더 변위하고 있어, 면(20b)은 섀도 마스크(6)의 면보다 아래측에 위치하고 있다.

본 실시형태에 의하면, 프레임(20)의 중축상의 중심점인 A점은 도 4b의 경우에 도시한 실시형태와 달리, 섀도 마스크(6)의 면보다 상측에 위치하고 있으므로, A점 둘레의 모멘트(M)의 방향이 반대가 된다. 이 때문에, 섀도 마스크(6)의 열팽창에 의한 프레임(7)의 상면(7a)의 변위의 방향도 반대(z축의 양의 방향)가 된다. 이와 같이, 섀도 마스크(6)가 z축의 양의 방향으로 변위함으로써, 섀도 마스크(6)는 형광체 스크린면(2a)측에 가까워지게 되므로, 색 편차 보정 효과를 얻을 수 있게 된다.

또, 도 4b에 도시한 프레임(14)에는 섀도 마스크(6)의 가장 유지시에 압축력이 가해지고, 가장 유지 후에는 상기와 같이 A점 둘레의 모멘트가 가해지므로, 소성 변형하지 않을 정도의 일정한 강성이 요구된다. 이 때문에, 크랭크 형상 부분의 원호 형상의 절곡 부분(14c, 14d)의 내주측의 곡률 반경은 20mm 이상인 것이 바람직하고, 30mm 이상인 것이 보다 바람직하다. 이것은 도 5의 경우 및 이하에 설명하는 도 3에 도시한 실시형태의 경우도 마찬가지이다.

(실시형태 2)

도 3은 실시형태 2에 관한 섀도 마스크 구조체의 실시형태를 도시하고 있다. 본 도면에서는 섀도 마스크(6)의 도시는 생략하고 있다. 본 도면에 도시한 섀도 마스크 구조체(17)는 도 2에 도시한 틀 형상체와 마찬가지로, 판 형상 부재인 프레임(7)의 지지체인 프레임(18)은 절곡 부분을 가지고 있고, 이 절곡 부분에 의해 크랭크 형상의 단차 부분이 형성되어 있다. 이 크랭크 형상의 단차 부분의 면(18b)은 면(18a)에 대해 섀도 마스크(6)측에 위치하고 있고, 면(18a)과 면(18b)의 사이에는 단차가 형성되어 있다.

프레임(18)은 프레임(7)의 길이 방향에서 단부로부터 내측에 이르는 연출부(18c)를 가지고 있고, 연출부(18c)의 단부와 프레임(7)을 고착함으로써, 연출부(18c)의 단부는 프레임(7)의 길이 방향의 내측으로 들어간 부분에서 용접 등에 의해 고착되어 있다. 이 때문에, 프레임(7)의 양단 부분에서는 프레임(7)과 지지체(18)는 이간하고 있다.

본 도면에 도시한 실시형태의 경우도, 도 2에 도시한 실시형태의 경우와 마찬가지로, 프레임(7)의 상면(7a)의 반력에 의한 A점 둘레의 모멘트를 작게 할 수있고, 프레임(18)의 휘어짐 변화를 경감시킬 수 있어, 섀도 마스크(6)가 열 팽창해도 섀도 마스크(6)의 관축 방향의 변위를 억제할 수 있고, q값 편차도 억제할 수 있다.

본 도면에 도시한 바와 같은 섀도 마스크 구조체(17)를 이용하면, 프레임(7)의 길이 방향의 섀도 마스크(6)의 인장력의 분포를 산 형상으로 하기 쉬워져, 섀도 마스크의 진동을 섀도 마스크의 자유 단부에서 억제하기 쉬워진다. 이 경우, 섀도 마스크(6)의 열 팽창에 의해 인장력이 작아진 경우는 도 2에 도시한 바와 같은 섀도 마스크 구조체(16)에 비해, 단축인 프레임(18)의 움직임이 커진다. 그러나, 내측으로 들어간 연출부(18c)에서 응력이 흡수되어, 프레임(18)상의 스프링 부재(12)를 부착한 축상으로의 응력이 경감된다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 상기와 같은 A점 둘레의 모멘트를 작게 할 수 있는 효과가 보다 유효하다.

도 1에 도시한 바와 같은 본 실시형태에 관한 섀도 마스크 구조체를 이용한 실시예와, 도 18에 도시한 바와 같은 종래의 섀도 마스크 구조체를 이용한 종래예에서, 전자 빔 조사시의 전자 빔 이동량을 비교한 실험 결과를 이하의 표 1, 2에 나타낸다.

(표 1)

EW 단부 코너부

종래예 바깥 15㎛ 바깥 20㎛

실시예 바깥 5㎛ 바깥 7㎛

(표 2)

EW 단부 코너부

종래예 바깥 200㎛ 바깥 130㎛

실시예 바깥 100㎛ 바깥 90㎛

표 1은 전자 빔을 섀도 마스크 전체에 조사한 경우의 실험 결과이고, 표 2는 전자 빔을 섀도 마스크에 국부적으로 조사한 경우의 실험 결과이다. 표 2의 경우는 섀도 마스크의 좌우 양단부에 전자 빔을 조사하고, 전자 빔을 조사한 부분의 면적은 각각 섀도 마스크 면적의 1/5에 상당한다.

표 1, 2에서 EW 단부라는 것은 섀도 마스크 좌우의 양단부의 것이고, 섀도 마스크 표면측에서 보아 우측이 E단부이고, 좌측이 W단부이다. 실험 결과 중, 바깥이라는 것은 전자 빔이 형광체면에서 외측으로 이동했다는 것을 의미한다. 또, 표 1, 2 어느 경우도 전자 빔량은 Ia = 1650㎂로 했다.

섀도 마스크가 관축의 음의 방향(형광체면에서 멀어지는 방향)으로 변위할 수록, 전자 빔은 형광체면에서 외측으로 이동하게 되지만, 표 1, 2에 도시한 실시예에서는 모두 전자 빔의 외측으로의 이동량이 대폭 저감하게 되어, 섀도 마스크의 관축 방향의 변위가 대폭 저감한다는 것을 알 수 있다.

(실시형태 3)

도 6은 실시형태 3에 관한 섀도 마스크 구조체의 사시도를 도시하고 있다. 본 도면에서는 섀도 마스크(6)의 도시는 생략하고 있다. 본 실시형태는 도 2에 도시한 실시형태의 프레임(14)에 지지 조정 부재(22)를 고착한 것이다. 본 도면에도시한 바와 같이, 지지 조정 부재(22)는 크랭크 형상의 단차 부분에서 형성된 오목 부분을 통해, 프레임(14)과 대향하도록 배치되어 있고, 지지 조정 부재(22)의 양단부가 프레임(14)의 안쪽 면에 고착되어 있다.

이에 따라, 단축인 프레임(14)의 강성이 향상하여, 직사각형 단면과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 관축 방향의 축인 축(27) 둘레의 단면 2차 모멘트에 비해, 수평 방향의 축인 축(28) 둘레의 단면 2차 모멘트가 커지므로, 프레임(14)은 길이 방향의 만곡에 대해 강도가 향상한다. 즉, 본 실시형태에서는 도 2, 3의 실시형태의 모멘트 변화를 작게 하는 효과에 프레임(14)의 강성 업의 효과가 더해지게 된다.

이 때문에, 도 2, 3의 실시형태에 비해, 전자 빔 방사 충돌시의 단축의 모멘트 변화에 의한 섀도 마스크의 관축 방향의 변위를 더 억제할 수 있다. 또, 상기와 같이 강성 업의 효과가 더해짐으로써, 단면 2차 모멘트가 증가하므로, 지지체에 이용하는 강철 재료의 단면 사이즈를 보다 랭크의 아래의 것으로 할 수 있다.

또, 상기와 같이 프레임(14)은 관축 방향의 축(축(27)) 둘레의 단면 2차 모멘트에 비해, 수평 방향의 축(축(28)) 둘레의 단면 2차 모멘트가 커지므로, 프레임(14)은 관축 방향(축(27) 방향)의 변위가 억제되는 한편, 수평 방향(축(28) 방향)의 변위는 증대하게 된다. 프레임(14)이 수평 방향 중, 프레임(14)이 외측으로 넓어지는 방향으로 이동한 경우, 프레임(14)에 고정되어 있는 판 형상의 스프링을 이용하여 프레임(14)을 관축 방햐으로 변위시킬 수 있다. 즉, 프레임(14)의 수평 방향의 변위를 이용하여 관축 방향의 보정도 가능하게 된다.

(실시형태 4)

실시형태 4는 더 새로운 효과를 얻기 위해, 지지 조정 부재의 재료를 지지 조정 부재가 고착되는 단변 프레임보다 열팽창 계수가 큰 재료로 한 것으로, 단변 프레임이 철재료이면, 지지 조정 부재는 예컨대 SUS304를 이용한다.

이에 따라, 본 실시형태는 프릿 시일 공정 등의 고온 영역에서의 열처리시에, 섀도 마스크가 단변 프레임에 의해 과도하게 늘어나게 됨으로써 발생하는 섀도 마스크의 소성 변형 및 열 크리프 현상에 의한 인장력의 저하를 방지할 수 있다.

즉, 고온 상태에서는 단변 프레임과 지지 조정 부재의 열 팽창 계수의 차에 의해, 예컨대 도 6에 도시한 예에서는 단변 프레임(14)은 화살표 c로 도시한 바와 같이 오목 형상으로 만곡하여, 섀도 마스크에 대해서는 가장 방향의 인장력을 완화하는 방향으로 힘을 가하게 되므로, 온도 상승에 의한 섀도 마스크에 가해지는 인장력은 경감하게 된다.

상기와 같이, 지지 조정 부재를 단변 프레임보다 열팽창 계수를 크게 함으로써, 프릿 시일 공정 등의 생산 공정의 고온 영역에서의 열 섀도 마스크의 소성 변형을 방지할 수 있게 되는데, 이와 같이 열팽창 계수의 차를 두는 것은 음극선관의 동작시의 관축 방향의 변위를 억제하게도 된다. 이에 대해, 도 7 내지 12를 이용하면서 설명한다. 도 7은 음극선관 동작시의 단변 프레임 및 지지 조정 부재의 시각과 온도의 관계를 도시하고 있다. 선(23)은 단변 프레임의 시각과 온도의 관계, 선(24)은 지지 조정 부재의 시각과 온도의 관계를 도시하고 있다.

도 8은 내부 자기 시일드의 사시도를 도시하고 있다. 본 도면에 도시한 내부 자기 시일드(30)는 본체(30a)로부터 연출한 용접용 평면부(31)와, 이 평면부(31)로부터 절곡하여 형성된 스커트부(32)를 가지고 있다. 본체(30a)는 전자 빔 이동부를 둘러싸도록 상자 형상으로 형성되어 있다. 도 9는 섀도 마스크 구조체의 일 실시형태의 사시도를 도시하고 있다. 본 도면에 도시한 섀도 마스크 구조체(33)는 기본 구성은 도 6에 도시한 것과 마찬가지로, 판 형상 부재인 장변 프레임(34)에 지지체인 단변 프레임(35)이 고착되어 있고, 각 장변 프레임(34)에는 섀도 마스크(36)가 고착되어 있다. 또, 단변 프레임(35)에는 지지 조정 부재(37)가 고착되어 있다.

본 도면에서는 지지 조정 부재(37)측을 표면으로 하여 도시하고 있고, 도 8에 도시한 내부 자기 시일드(30)는 스커트부(32)측이 섀도 마스크 구조체(33)에 피복되도록 부착되어, 내부 자기 시일드(30)의 평면부(31)를 섀도 마스크 구조체(33)의 지지 조정 부재(37)에 용접함으로써, 쌍방이 서로 고착된다. 예컨대, 도 8에 도시한 평면부(31)의 용접점(38)과, 도 9에 도시한 지지 조정 부재(37)의 용접점(39)을 겹쳐 용접한다.

도 10은 내부 자기 시일드(30)와 섀도 마스크 구조체(33)를 용접한 상태의 A화살표 방향으로 본(도 9)도면이다. 본 도면에서는 내부 자기 시일드(30)의 스커트부(32)의 도시는 일부 생략하고 있어, 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)가 접합된다는 것을 알 수 있다. 도 11은 자기 시일드(30)와 섀도 마스크 구조체(33)를 접합한 상태의 I-I선(도 9)의 단면도이다. 본 도면에 도시한 바와 같이, 내부 자기 시일드(30)에는 전자 시일드(40)가 접합되어 있다.

음극선관의 동작에 의해, 도 11의 화살표 i, j로 도시한 바와 같이, 전자총으로부터 전자 빔이 발사되어, 음극선관 내부의 온도 상승이 시작된다. 구조상, 전자 빔은 섀도 마스크(36)의 유효 면적의 110%에서 주사하기 때문에, 유효 면적을 초과하는 전자 빔 중, 한쪽 분량의 약 5%의 전자 빔이 각각 양단부의 전자 시일드(40)에 방사 충돌하게 된다(화살표 i). 따라서, 음극선관의 동작 직후로부터 전자 빔은 전자 시일드(40) 및 섀도 마스크(36)에 방사 충돌하게 된다.

여기에서 전자 시일드(40)는 내부 자기 시일드(30)에 용접에 의해 접합되므로, 전자 시일드(40)에 전자 빔이 방사 충돌함으로써 내부 자기 시일드(30)의 온도도 상승한다. 내부 자기 시일드(30)가 온도 상승하면, 이것과 용접에 의해 접합되어 있는 지지 조정 부재(37)의 온도도 상승한다. 이 단계에서는 단변 프레임(35)은 지지 조정 부재(37)의 온도에 근접할수록 온도 상승에는 이르지 않는다. 이 상태를 도시하고 있는 것이 도 7의 시각(t1)보다 전 상태로, 시각(t1)보다 전에서는 단변 프레임(34)보다 지지 조정 부재(37)의 온도의 쪽이 높아지고 있다.

도 12a는 도 7의 시각(t1)보다 전 상태에서, 지지 조정 부재(37)의 온도가 단변 프레임(35)의 온도보다 높은 경우의 단변 프레임(35)의 변위 상태를 도시한 도면이다. 본 도면에서는 단변 프레임(35)과 지지 조정 부재(37)의 열 팽창 계수가 동일한 것을 전제로 하고 있다(도 12(b)에 대해서도 동일함).

가령, 지지 조정 부재(37)가 단변 프레임(35)에 고착되어 있지 않는다고 하면, 지지 조정 부재(37)의 온도가 단변 프레임(35)의 온도보다 높기 때문에, 지지 조정 부재(37)와 이에 대응하는 부분의 단변 프레임(35)을 비교하면, 지지 조정 부재(37)의 열 팽창에 의한 신장이 단변 프레임(35)의 신장보다 커진다.

실제로는 지지 조정 부재(37)는 단변 프레임(35)에 고착되어 있으므로, 지지 조정 부재(37)는 단변 프레임(35)을 잡아당기는 방향(화살표(d))으로 힘을 인가하게 된다. 그 결과 단변 프레임(35)은 화살표(e)로 도시한 바와 같이 오목 형상으로 만곡하여, 섀도 마스크(36)는 형광체면에 가까운 방향으로 변위하게 된다(도 12(a)의 일점 쇄선부). 이에 따라, q값은 작아진다.

전자 시일드(40)에는 양쪽 분량을 합하여 전자 빔의 약 10% 정도가 방사 충돌하는 것에 대해, 섀도 마스크(36)에는 대부분의 전자 빔이 방사 충돌한다. 이에 따라, 섀도 마스크(36)는 온도 상승하고, 섀도 마스크(36)의 열량은 장변 프레임(34)으로 이동하고, 또 단변 프레임(35)으로 이동한다. 이 때문에, 도 7의 시각(t1)보다 전 상태와 같이, 단변 프레임(35)은 지지 조정 부재(37)에 대해 시간 지연되어 온도 상승하게 된다.

단변 프레임(35)으로는 장변 프레임(34)으로부터의 열량 이동이 계속되므로, 단변 프레임(35)은 계속 온도 상승하여, 도 7에 도시한 바와 같이 시각(t1)에서, 단변 프레임(35)과 지지 조정 부재(37)의 온도가 동일해지고, 또 온도 상승을 계속한다. 이것은 장변 프레임(34)으로부터 단변 프레임(35)으로 전달되는 열량이 전자 시일드(40), 내부 자기 시일드(30)를 거쳐 지지 조정 부재(37)로 전달되는 열량보다 크기 때문이다. 시각(t1) 이후도 도 7에 도시한 바와 같이, 단변 프레임(35)은 계속 온도 상승하여, 소정의 온도에 이르러 안정된다.

한편, 단변 프레임(35)의 온도 상승에 의해, 단변 프레임(35)의 열량은 지지조정 부재(37)에도 이동하게 된다. 이 경우, 지지 조정 부재(37)의 온도는 이것에 접합되어 있는 내부 자기 시일드(30)의 온도보다 높아지므로, 지지 조정 부재(37)의 열량은 내부 자기 시일드(30)로 이동하게 된다. 내부 자기 시일드(30)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 상당량의 표면적을 가지고 있기 때문에, 내부 자기 시일드(30)는 방열판으로 작용함으로써, 지지 조정 부재(37)의 온도 상승은 억제되게 된다.

즉, 지지 조정 부재(37)와 단변 프레임(35)과의 온도가 동일해진 시각(t1) 이후에도, 단변 프레임(35)은 계속 온도 상승하는 것에 대해, 지지 조정 부재(37)의 온도 상승은 정지하여, 소정 온도에서 안정 상태를 유지한다. 따라서, 시각(t1)보다 뒤에서는 지지 조정 부재(37)와 단변 프레임(35)의 온도 상하 관계가 역전하여, 단변 프레임(35)의 온도는 지지 조정 부재(37)의 온도보다 높아진 상태에서 안정된다.

도 12(b)는 도 7의 시각(t1)보다 후의 상태에서, 단변 프레임(35)의 온도가 지지 조정 부재(37)의 온도보다 높은 상태의 단변 프레임(35)의 변위를 도시한 도면이다. 가령, 지지 조정 부재(37)가 단변 프레임(35)에 고착되어 있지 않다고 하면, 단변 프레임(35)의 온도가 지지 조정 부재(37)의 온도보다 높기 때문에, 지지 조정 부재(37)와, 이에 대응하는 부분의 단변 프레임(35)을 비교하면, 단변 프레임(35)의 열팽창에 의한 신장이 지지 조정 부재의 신장보다 커진다.

실제로는 지지 조정 부재(37)는 단변 프레임(35)에 고착되어 있기 때문에, 지지 조정 부재(37)는 단변 프레임(35)을 압축하는 방향(화살표(f))으로 힘을 인가하게 된다. 그 결과 단변 프레임(35)은 화살표(g)로 도시한 바와 같이 볼록 형상으로 만곡하여, 섀도 마스크(36)는 형광체면으로부터 멀어지는 방향으로 변위하게 된다(도 12(b)의 일점 쇄선부). 이에 따라. q값은 커지게 된다.

도 12(b)의 경우에서, 지지 조정 부재(37)의 열팽창 계수가 단변 프레임(35)의 열팽창 계수보다 충분히 크면, 도 12(a)의 경우와 같이, 지지 조정 부재(37)는 단변 프레임(35)을 잡아당기는 방향(화살표(d))으로 힘을 인가하게 된다. 이 때문에, 단변 프레임(35)은 화살표(e)로 도시한 바와 같이 오목 형상으로 만곡하여, 섀도 마스크(36)는 형광체면에 가까운 방향으로 변위하게 되어, 관축 방향의 변위를 저감시킬 수 있다.

즉, 지지 조정 부재(37)의 열팽창 계수를 단변 프레임(35)의 열팽창 계수보다 크게 함으로써, 프릿 시일 공정 등의 생산 공정의 고온 영역에서의 섀도 마스크의 소성 변형을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 음극선관의 동작시에서, 단변 프레임(35)과 지지 조정 부재(37) 사이의 온도차에서 발생하는 관축 방향의 변위를 억제할 수 있다. 이 경우, 지지 조정 부재(37)의 열팽창 계수는 단변 프레임(35)의 열팽창 계수의 1.2배 이상인 것이 바람직하고, 예컨대 지지 조정 부재(37)에 SUS304(열팽창 계수 180 × 10^-7/℃), 단변 프레임(35)에 크롬 몰리브덴 강(열팽창 계수 120 × 10^-7/℃)을 이용하면 된다.

또, 지지 조정 부재(37)의 열팽창 계수와, 단변 프레임(35)의 열팽창 계수가 동일한 경우는, 상기와 같이 단변 프레임(35)과 지지 조정 부재(37)와의 사이의 온도차에 의한 관축 방향의 변위가 발생하게 되고, 또 열팽창 계수의 차가 작은 경우는, 이와 같은 변위를 충분히 억제할 수 없게 된다.

그러나, 이 경우에서도 단변 프레임(35)의 강성 업이라는 효과는 얻어지므로, 지지 조정 부재(37)를 가지지 않는 구성과 비교하여, 전자 빔 방사 충돌시의 섀도 마스크의 관축 방향의 변위를 더 억제할 수 있는 효과에는 변함이 없다.

(실시형태 5)

이상, 음극선관 동작시에, 섀도 마스크(36)를 형광체면에 가까운 방향으로 변위시키기 위해, 지지 조정 부재(37)의 열팽창 계수를 단변 프레임(35)의 열팽창 계수보다 크게 한 예를 설명했지만, 지지 조정 부재(37)의 길이 방향의 스프링 정수를 작게 해도 좋다. 이에 따라, 도 12b에 도시한 바와 같은 지지 조정 부재(37)의 단변 프레임(35)을 압축하는 방향(화살표(f))의 힘을 완화하게 되므로, 섀도 마스크(36)의 관축 방향의 변위를 저감시킬 수 있다.

도 13a 내지 c는 스프링 정수를 작게 한 실시형태 5에 관한 지지 조정 부재의 측면도이다. 본 도면에 도시한 지지 조정 부재(22a∼22c)는 스프링 정수를 작게 하기 위해, 모두 돌기가 형성되어 있고, 각 돌기는 지지 조정 부재를 측면에서 보아 대략 중앙 부분에서 절곡 가공하여 형성한 것이다. 도 13a의 지지 조정 부재(22a)는 측면에서 보아 역 V자형의 돌기가 형성되어 있고, 도 13b에 도시한 지지 조정 부재(22b)는 측면에서 보아 역 U자형, 또는 반원상의 돌기가 형성되어 있다. 도 13c에 도시한 지지 조정 부재(22c)는 도 13a에 도시한 돌기 형성에 절곡 형상을 더 추가한 것이다.

각 지지 조정 부재가 스프링 효과를 발휘하여, 단변 프레임(35)의 압축 방향의 힘을 완화하기 위해서는, 각 도면에 도시한 돌기 형상은 폭(w)이 5∼50mm의 범위 내, 높이(h)가 5∼50mm인 것이 바람직하다. 또, 각 지지 조정 부재의 길이 방향의 스프링 정수는 1.47 ×10⁴N/mm 이하인 것이 바람직하다. 또, 스프링 정수를 작게 하기 위해, 각 지지 조정 부재의 단면적을 작게 해도 좋다.

(실시형태 6)

본 실시형태는 시간의 경과에 의한 q값 편차를 방지하는 별도의 실시형태이다. 실시형태 4에서 설명한 바와 같이, 지지 조정 부재(37)와 단변 프레임(34)의 열 팽창 계수가 동일 정도라고 하면, 시간의 경과와 함께 섀도 마스크면이 형광체면에 근접하거나 분리되거나 하기 때문에, 전자 빔 궤도가 변화한다. 도 7b에는 시각과 전자 빔 이동량과의 관계도를 도시하고 있고, 전자 빔 궤도의 변화에 대해, 도 7a에 도시한 시각과 온도와의 관계도와 대비하면서 설명한다.

시각(t0)까지의 전자 빔 이동량은 동작 초기에 전자 빔이 섀도 마스크에 방사 충돌함으로써, 섀도 마스크가 열팽창하고, 이 열팽창에 대응한 프레임의 변형에 의해 발생하는 것이다. 시각(t0)을 초과하면, 단변 프레임보다도 지지 조정 부재의 쪽이 온도가 높기 때문에, 지지 조정 부재의 열팽창이 단변 프레임의 열팽창에 비해 커지므로, 섀도 마스크는 열팽창하기 전의 상태로 되돌아가는 방향으로 변화하여, 빔 이동량이 일단 작아진다.

이어서, 지지 조정 부재의 온도 상승이 완만해지는 것에 대해, 단변 프레임은 온도 상승 속도를 유지한 채, 계속 온도 상승하므로, 단변 프레임의 열 팽창에의해, 섀도 마스크는 열팽창하는 방향으로 변화하여, 빔 이동량이 증가한다. 시각(t1)에서 지지 조정 부재와 단변 프레임과의 온도가 동일해지면, 전자 빔 이동량은 초기의 시각(t0)의 경우와 동일해진다. 그 후에도 빔 이동량은 차례로 증가하여, 빔 이동량은 최종적으로는 안정된다.

이와 같은 전자 빔 이동량의 변화는 TV 세트의 조정을 곤란하게 해 버린다. 본 실시형태는 지지 조정 부재와 내부 자기 시일드와의 사이의 열전도를 억제함으로써, 지지 조정 부재와 이것을 고정하는 단변 프레임 사이의 온도차의 발생을 방지하여, 전자 빔의 이동량을 안정시키기 위한 것이다.

도 14에 도시한 실시예는, 도 8에 도시한 바와 같은 내부 자기 시일드(30)의 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)를 돌기부를 통해 접합한 것이다. 도 14a는 평면부(31)의 사시도를 도시하고 있고, 도 14b는 도 14a의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도를 도시하고 있다. 도 14a, b에서 내부 자기 시일드(30)의 평면부(31)에는 돌기부(41)가 형성되어 있다. 돌기부(41)는 평면부(31)에 오목부를 형성하도록 홈을 설치하여, 평면부(31)를 지지 조정 부재(37)측에 돌기시킨 부분이다. 42는 용접점을 도시하고 있고, 돌기부(41)와 그 아래의 지지 조정 부재(37)가 용접에 의해 접합된다.

이에 따라, 도 14b에 도시한 바와 같이, 평면부(31)의 아랫면과 지지 조정 부재(37)의 상면의 사이에는 간극이 형성되고, 이 간극 내에 내부 자기 시일드(30) 및 지지 조정 부재(37)보다 열전도율이 낮은 저열전도율 부재(43)가 개재되어 있다. 내부 자기 시일드(30) 및 지지 조정 부재(37)가 철 재료이면, 저열전도율 부재(43)로는, 예컨대 SUS 304를 이용한다.

본 도면에 도시한 실시예에 의하면, 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)와의 사이의 열전도가 억제되므로, 실시형태 4에서 도 11을 이용하여 설명한 바와 같은 전자 시일드(40), 내부 자기 시일드(30)를 거쳐 지지 조정 부재(37)로 전달되는 열전달을 차단할 수 있다. 따라서, 지지 조정 부재(37)의 온도 상승은 오로지 단변 프레임(35)으로부터의 열 전도에 의한 것이 된다.

한편, 이와 같이 평면부(31)와 지지 조정 부재(37) 사이의 열 전도를 억제함에 의해, 지지 조정 부재(37)로부터 평면부(31)로의 열 전달도 억제되므로, 실시형태 4에서 도시한 바와 같은 내부 자기 시일드(30)의 방열 효과도 억제할 수 있다.

여기에서, 도 17a는 본 실시형태에 관한 음극선관 동작시의 프레임 및 지지 조정 부재의 시각과 온도의 관계를 나타낸 도면을 도시하고 있고, 도 17a는 본 실시형태에 관한 음극선관 동작시의 시각과 전자 빔 이동량과의 관계를 도시하고 있다. 도 17a의 파선으로 나타낸 곡선은 비교를 위해 도시한 것으로, 도 7b에 도시한 시각과 전자 빔 이동량과의 관계에 상당한다.

즉, 도 17a에 도시한 바와 같이 단변 프레임(35)과 지지 조정 부재(37)의 온도는 음극선관의 동작 후, 동일 상승 속도로 상승하여, 시각(t1)보다 후에, 지지 조정 부재(37)와 단변 프레임(35)과는 동일 온도에서 안정되게 된다. 이에 따라, 도 17b에 도시한 바와 같이 시각(t0) 이후에는 전자 빔 이동량은 일정값이 되어 안정된다.

본 실시예에서는 도 14b에 도시한 바와 같이, 평면부(31)와 지지 조정 부재(37) 사이의 접촉 면적은, 돌기부(41)의 접합 부분의 면적이 된다. 이 접촉면적은 작을수록 평면부(31)와 지지 조정 부재(37) 사이의 열전도를 억제할 수 있다. 이 때문에, 접촉 면적은 지지 조정 부재(37)의 한쪽 면의 면적의 25% 이하인 것이 바람직하고, 5% 이하인 것이 보다 바람직하다.

도 15에 도시한 실시예도 도 8에 도시한 내부 자기 시일드(30)의 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)를 돌기부를 통해 접합한 것이다. 도 15a는 평면부(31)의 사시도를 도시하고 있고, 도 15b는 도 15a의 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도를 도시하고 있다. 도 15a, b에서, 내부 자기 시일드(30)의 평면부(31)에는 돌기부(45)가 형성되어 있다. 돌기부(45)는 슬릿(44)간의 부분에 오목부를 형성하도록 홈을 설치하고, 평면부(31)를 지지 조정 부재(37)측에 돌기시킨 부분이다. 45는 용접점을 도시하고 있고, 돌기부(45)와 그 아래의 지지 조정 부재(37)가 용접에 의해 접합된다.

본 실시예에서도, 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)의 사이에 저열전도율 부재(46)가 개재되어 있다. 저열전도율 부재(46)의 재료 및 돌기부(45)의 접촉 면적의 비율은 상기 실시예와 동일하다. 즉, 본 실시예는 돌기부의 형성 방법 이외의 구성은, 도 14에 도시한 상기 실시예와 동일하고, 동일 효과를 얻을 수 있다.

도 16에 도시한 실시예도 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)를 돌기부를 통해 접합한 것이다. 도 16a는 지지 조정 부재(37)의 사시도를 도시하고 있고, 도 16b는 도 16a의 Ⅳ-Ⅳ선의 단면도를 도시하고 있다.

도 16a, b에서, 지지 조정 부재(37)에는 돌기부(47)가 형성되어 있다. 돌기부(47)는 지지 조정 부재(37)를 안쪽면측에서 보아, 지지 조정 부재(37)에 오목부를 형성하도록 홈을 설치하고, 지지 조정 부재(37)를 평면부(31)측에 돌기시킨 부분이다. 48은 용접점을 나타내고, 돌기부(47)와 그 위의 평면부(31)가 용접에 의해 접합된다.

본 실시예에서도, 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)와의 사이의 저열전도율 부재(49)가 개재되어 있다. 저열전도율 부재(49)의 재료 및 돌기부(47)의 접촉 면적의 비율은 상기 실시예와 동일하다. 즉, 본 실시예는 돌기부의 형성 방법 이외의 구성은 도 14에 도시한 상기 실시예와 동일하고, 동일 효과가 얻어진다.

도 14 내지 16에 도시한 실시예에서는 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)와의 사이를 돌기부를 통해 접합한 예로 설명했지만, 돌기부를 형성하지 않고, 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)와의 사이에 세라믹 등의 단열재를 개재시켜 접합시켜도 좋다. 이 구성에서는 도 13 내지 15에 도시한 실시예와 비교하여, 용이하고 또 확실한 접합이라는 점에서는 불리하게 되지만, 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)가 직접 접하는 부분이 없어지므로, 단열 효과가 더 확실해진다.

또, 평면부(31)와 지지 조정 부재(37)의 접촉 면적이 작아, 충분한 단열 효과를 발휘할 수 있는 경우는, 평면부(31)와 지지 조정 부재(37) 사이의 저열전도율 부재(49)를 개재시키지 않는 구성으로 해도 좋다.

또, 도 6에 도시한 실시형태에서는 프레임(14)의 안쪽 면에 고팽창의 지지 조정 부재(22)를 고착한 예로 도시했지만, 프레임(14) 표면의 면(14b)에 프레임(14)보다 열팽창 계수가 작은 저팽창의 지지 조정 부재를 고착한 경우에서도, 동일한 효과가 얻어진다. 이 경우의 저팽창의 지지 조정 부재로서는, 예컨대 36%Ni-Fe 합금을 이용할 수 있다.

또, 도 2에 도시한 실시형태의 프레임(14)에 지지 조정 부재를 고착한 예로 설명했지만, 도 3에 도시한 실시형태 프레임(18)에 지지 조정 부재를 고착해도 동일한 효과가 얻어진다.

또, 섀도 마스크를 일축으로 가장한 경우, 가로 방향으로 공극이 발생하기 때문에, 지자기의 자속이 통과하기 쉬워지고, 이 때문에 전자 빔이 이동하여 색 편차가 발생하게 된다. 상기 각 실시형태에서는 프레임에 크랭크 형상의 단차 부분을 형성함으로써, 가로 방향의 공극을 철계 재료로 차폐하는 것이 가능하게 되므로, 자기 시일드 효과가 얻어지게 된다.

또, 상기 각 실시형태에서는 스프링 부착 부재(11)를 통해, 스프링 부재(12)를 프레임(14, 18)에 부착한 예로 설명했지만, 스프링 부재(12)를 프레임(14, 18) 또는 지지 조정 부재(21)에 직접 부착해도 좋다. 이 경우의 부착 부분은 크랭크 형상의 단차 부분에서 형성된 오목 부분이어도, 오목 부분의 외부이어도 좋고, 스프링 부착 부재가 불필요하게 되는 효과가 있다.

또, 프레임(14)의 프레임(7)으로의 고착 부분에서, 프레임(14)을 절곡하고 있는 예로 설명했지만, 프레임(14)을 직선 형상 그대로 프레임(7)으로 고착해도 좋다.

또, 프레임(14, 18)에 형성한 크랭크 형상의 단차 부분의 형상은 대략 コ자 형상의 예로 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 도 17을 이용하여 설명한 지지 조정 부재의 형상과 같이, 역 V자형(산 형상)이나 역 U자형(원호 형상)이어도 좋다.

또, 섀도 마스크 구조체를 네 개의 스프링 부재로 현가한 예로 설명했지만, 세 개의 스프링 부재로 현가해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 판 형상 부재인 상하 프레임의 상면에 섀도 마스크를 고착한 예로 설명했지만, 섀도 마스크는 반드시 프레임의 상면에 고착할 필요는 없고, 프레임의 상부에 고착되면 된다. 예컨대, 섀도 마스크 단부를 절곡하여, 이 절곡부를 프레임 측면의 상부에 고착한 것이어도 좋다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 섀도 마스크 구조체를 형성하는 한 쌍의 프레임에, 크랭크 형상의 단차 부분이 형성되어 있으므로, 섀도 마스크 구조체의 내력 모멘트를 작게 할 수 있어, 전자 빔 방사 충돌에 의해 섀도 마스크가 열 팽창해도, 섀도 마스크의 관축 방향의 변위를 억제할 수 있고, q값 편차도 억제할 수 있다. 또, 지지체의 크랭크 형상의 단차 부분에 의해, 가로 방향의 공극을 철계 재료로 차폐하는 것이 가능해지므로, 자기 특성을 개선할 수 있다. 이 때문에, 본 발명은 텔레비젼 수상기, 컴퓨터 디스플레이 등에 이용되는 섀도 마스크형의 음극선관에 이용할 수 있다.

Claims

한 쌍의 판 형상 부재와, 상기 한 쌍의 판 형상 부재가 대향한 상태에서 상기 각 판형상 부재와 고착하여 상기 각 판 형상 부재를 지지하는 한 쌍의 지지체와, 인장력이 인가된 상태에서 상기 각 판 형상 부재에 고착된 섀도 마스크를 구비한 음극선관에서, 상기 지지체는 상기 섀도 마스크측에 볼록이 되도록 형성된 크랭크 형상의 단차 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제1항에 있어서,

상기 지지체는 상기 판 형상 부재의 길이 방향에서 단부로부터 내측에 이르는 연출부를 가지고 있고, 상기 연출부의 단부와 상기 판 형상 부재를 고착함으로써, 상기 지지체는 상기 판 형상 부재의 길이 방향의 내측으로 들어간 부분에서 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제1항에 있어서,

상기 지지체에는 상기 크랭크 형상의 단차 부분에서 형성된 오목 부분에 위치하고, 상기 지지체를 지지하는 스프링 부착 부재가 더 고착되어 있고, 상기 스프링 부착 부재에는 스프링 부재가 고착되며, 상기 스프링 부재에는 부착 핀에 끼워 넣기 위한 부착 구멍이 형성되어 있고, 상기 부착 구멍의 중심점은 상기 판 형상 부재를 고착하는 부분의 상기 지지체의 위치에 대해, 상기 섀도 마스크측과 반대측에 위치하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제1항에 있어서,

상기 지지체에는 상기 크랭크 형상의 단차 부분에서 형성된 오목 부분 또는 오목 부분의 외부에 위치하고, 상기 지지체를 지지하는 스프링 부재가 고착되고, 상기 스프링 부재에는 부착 핀에 끼워 넣기 위한 부착 구멍이 형성되고, 상기 부착 구멍의 중심점은 상기 판 형상 부재를 고착하는 부분의 상기 지지체의 위치에 대해, 상기 섀도 마스크측과 반대측에 위치하는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제1항에 있어서,

상기 크랭크 형상의 단차 부분은 상기 지지체의 길이 방향에서, 직선 형상으로 형성된 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제1항에 있어서,

상기 크랭크 형상의 단차 부분 중, 상기 섀도 마스크측으로 변위한 부분의 중축이 상기 섀도 마스크의 면보다 윗쪽에 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제1항에 있어서,

상기 크랭크 형상의 단차 부분의 절곡 부분은 원호 형상으로 형성되고, 상기 원호의 내주측의 곡률 반경은 20mm 이상인 것을 특징으로 하는 음극선관.
제1항에 있어서,

상기 크랭크 형상의 단차 부분에서 형성된 오목 부분을 통해, 상기 지지체와 대향하도록 지지 조정 부재가 더 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제8항에 있어서,

상기 지지 조정 부재에는 상기 지지 조정 부재의 길이 방향의 스프링 정수를 작게 하는 돌기가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제8항에 있어서,

상기 지지 조정 부재의 길이 방향의 스프링 정수는 1.47 ×10⁴N/mm 이하인 것을 특징으로 하는 음극선관.
제8항에 있어서,

상기 지지 조정 부재는, 열팽창 계수가 상기 지지체보다 큰 것을 특징으로 하는 음극선관.
제11항에 있어서,

상기 지지 조정 부재의 열팽창 계수는 상기 지지체의 열팽창 계수의 1.2배 이상인 것을 특징으로 하는 음극선관.
제1항에 있어서,

상기 지지체보다 열팽창 계수가 작은 지지 조정 부재는, 상기 크랭크 형상의 단차 부분 중, 상기 섀도 마스크측으로 변위한 부분의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제8항에 있어서,

내부 자기 시일드는, 상기 지지 조정 부재에 단열재를 통해 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제8항에 있어서,

내부 자기 시일드는, 상기 지지 조정 부재에 고착되어 있고, 상기 내부 자기 시일드와 상기 지지 조정 부재와의 접촉 면적은 상기 지지 조정 부재의 한쪽 면의 면적의 25% 이하인 것을 특징으로 하는 음극선관.
제15항에 있어서,

상기 내부 자기 시일드와 상기 지지 조정 부재와의 접촉 면적은 상기 지지 조정 부재의 한쪽 면의 면적의 5% 이하인 것을 특징으로 하는 음극선관.
제15항에 있어서,

상기 내부 자기 시일드와 상기 지지 조정 부재와의 사이에, 상기 내부 자기 시일드 및 상기 지지 조정 부재에 비해 열전도율이 낮은 부재가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 음극선관.
제17항에 있어서,

상기 열전도율이 낮은 부재의 재료는 SUS304인 것을 특징으로 하는 음극선관.
제15항에 있어서,

상기 내부 자기 시일드는 상기 지지 조정 부재에 상기 내부 자기 시일드 및 상기 지지 조정 부재 중 적어도 어느 하나에 형성된 돌기부를 통해 접합되어 있고, 상기 접촉 면적은, 상기 돌기부의 접합 면적인 것을 특징으로 하는 음극선관.