KR20020091725A - Flat cathode-ray tube containing improved shadow mask - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 평면 브라운관에 관한 것으로, 특히 평면 브라운관용 새도우마스크의 비유효면의 구조를 최적화하여 스트레칭 후의 마스크 유효면 가장자리의 동일축상에 위치하는 전자빔 통과공의 이동량을 같게 하여 스트레칭 불량을 최소화하고 화면의 가장자리의 퓨리티 여유도를 증대시켜 브라운관의 화질을 향상시키는 평면 브라운관에 관한 것이다.The present invention relates to a flat CRT, and in particular, to optimize the structure of the ineffective surface of the shadow mask for a flat CRT, to equalize the amount of movement of the electron beam through hole located on the same axis of the edge of the mask effective surface after stretching to minimize stretching defects The present invention relates to a planar CRT which increases the quality of the CRT by increasing the degree of purity of the edge of the CRT.
종래의 평면 브라운관은 도 1에 도시된 바와 같이 내측면에 R, G, B의 형광면(1)이 도포되어 있고, 전면부에는 방폭유리(2)가 고정되어 있는 패널(3)과, 상기 패널의 후단에 융착되어진 펀넬(4)과, 상기 펀넬의 네크부에 봉입되어 전자빔을 방사하는 전자총(7)과, 상기 패널의 내측에 일정한 간격을 두고 장착되어 전자빔이 통과하도록 다수의 구멍이 형성된 새도우마스크(8)와, 상기 새도우마스크가 패널 내면과 일정한 간격을 유지하도록 새도우마스크에 텐션을 가해 고정 지지하는 레일(9)과, 음극선관이 외부 지자기의 영향을 적게 받도록 차폐하는 인너쉴드(10)와, 상기 패널의 측면부 둘레에 설치되어 외부 충격을 방지하는 보강밴드(11)로 구성된다.In the conventional flat CRT, as shown in FIG. 1, the fluorescent surface 1 of R, G, and B is coated on the inner side, and the panel 3 on which the explosion-proof glass 2 is fixed on the front side, and the panel A funnel (4) fused at the rear end of the nozzle, an electron gun (7) enclosed in the neck portion of the funnel to emit an electron beam, and a shadow having a plurality of holes formed at regular intervals inside the panel to allow the electron beam to pass through A mask 8, a rail 9 for tensioning and supporting the shadow mask so that the shadow mask is kept at a constant distance from the inner surface of the panel, and an inner shield 10 for shielding the cathode ray tube from being affected by external geomagnetism. And a reinforcing band 11 installed around the side portion of the panel to prevent external impact.
그리고 전자빔이 소정의 형광체에 정확히 타격을 하도록 진행궤도를 수정해 주는 마그네트(Magnet)가 있어 순색도 불량을 방지한다.And there is a magnet (Magnet) to correct the trajectory so that the electron beam strikes a predetermined phosphor accurately, thereby preventing the poor color.
미설명 부호 12는 편향 요크이다.Reference numeral 12 is a deflection yoke.
상기 평면 브라운관은 동작 중에 상기 전자총(7)에서 나오는 전자빔과의 충돌로 인해 발생하는 열에너지로 인해 상기 새도우마스크(8)가 열팽창하는 도밍(Doming)현상이 발생한다.In the planar CRT, a doming phenomenon occurs in which the shadow mask 8 thermally expands due to thermal energy generated by collision with an electron beam emitted from the electron gun 7 during operation.
상기 도밍현상을 방지하기 위해서는 고온에서 변형이 적은 재질을 사용하거나, 마스크의 두께를 증가시켜 열전도율을 향상시키는 방법이 있지만 상기 두 가지방법은 제품의 단가를 상승시키는 단점이 있다.In order to prevent the doming phenomenon, there is a method of improving the thermal conductivity by using a material having a low deformation at a high temperature or by increasing the thickness of the mask, but these two methods have a disadvantage of increasing the unit cost of the product.
따라서 일반적으로 제품 단가를 낮추기 위해 새도우마스크의 재질로는 0.025∼0.050㎜ 정도의 일반 강을 사용하며, 상기 도밍현상을 방지하기 위해서 새도우마스크를 장축(x축), 단축(y축) 방향으로 인위적으로 인장하는 등 잔류 응력을 이용하여 열변형을 방지하고 있다. 그러나 인장조건 및 화면조건에 따라서 새도우마스크에 국부적으로 높은 응력 및 변형이 가해지면서 마스크내 통과공의 형상이 변형되거나 응력집중으로 인한 파단 현상이 일어난다.Therefore, in order to lower the product cost, the shadow mask is generally made of 0.025 to 0.050 mm of general steel, and the shadow mask is artificially moved in the long axis (x axis) and short axis (y axis) directions to prevent the doming phenomenon. Thermal strain is prevented by using residual stress such as tensioning. However, according to the tensile condition and the screen condition, high shadow and stress are locally applied to the shadow mask, so that the shape of the through-hole in the mask is deformed or fracture occurs due to stress concentration.
도 2 a 내지 c와 같이 일반적인 새도우마스크는 크게 형광면에 대응되는 전자빔 통과공을 포함하는 유효부(13)와 스트레칭시 통과공에 집중되는 응력을 감쇠시키기 위한 응력감쇠홀(16)을 포함하는 비유효부(14)로 구분되고, 상기 통과공의 최외곽부에는 마스크 스트레칭시 변위값의 기준이 되는 기준홀(15)이 존재한다. 상기 기준홀은 마스크 유효면의 최외곽부의 코너 및 12시, 9시, 6시, 3시 방향으로 8군데에 설치한다.The general shadow mask as shown in FIGS. 2A to 2C is analogous to an effective part 13 including an electron beam through hole corresponding to a fluorescent surface and a stress damping hole 16 for attenuating stress concentrated in the through hole during stretching. It is divided into the effect 14, and the outermost portion of the through hole there is a reference hole 15 which is a reference value of the displacement value when stretching the mask. The reference hole is provided at eight corners of the outermost portion of the mask effective surface and in the directions of 12, 9, 6 and 3 o'clock.
종래의 새도우마스크(8)와 이를 고정 지지하는 프레임(9)간의 접합방법은 다음과 같다. 먼저, 도포된 형광면과 새도우마스크를 일치시키고, 상기 기준홀을 원하는 위치만큼 수직, 수평방향으로 이동시킨다. 그리고 상기 스트레칭된 마스크와 형광체가 도포된 패널을 접촉시킨 후 프레임의 상면에 레이저용접기로 용접한다.The bonding method between the conventional shadow mask 8 and the frame 9 fixedly supporting the same is as follows. First, the applied fluorescent surface coincides with the shadow mask, and the reference hole is moved vertically and horizontally by a desired position. Then, the stretched mask is brought into contact with the panel coated with the phosphor, and then welded to the upper surface of the frame with a laser welder.
이와 같이 종래에는 외부에서 상하 방향으로 기준홀을 원하는 위치까지 인장하도록 제어하면서 새도우마스크에 스트레칭을 가하는 방법을 사용하였는데, 통과공, 응력감쇠홀 및 기준홀은 스트레칭 조건 및 마스크의 특징에 따라 형상, 크기및 위치가 달라진다.As such, in the related art, a method of stretching the shadow mask while controlling the reference hole in the vertical direction from the outside to the desired position is used. The through hole, the stress damping hole, and the reference hole have a shape, The size and position vary.
또한 종래에는 마스크 유효면 내의 통과공의 크기를 중심에서 외곽으로 갈수록 감소시켜서 스트레칭시 통과공에 응력이 집중하는 것을 방지한다.In addition, conventionally, the size of the through hole in the mask effective surface is reduced from the center to the outside to prevent the concentration of stress in the through hole during stretching.
그런데 종래에는 상기 8군데에 위치한 기준홀을 기준으로 스트레칭을 하기 때문에 마스크 외곽부에서 발생하는 국부적인 변형은 제어가 불가능하다. 그리고 이러한 스트레칭 균일성 불량은 위치별 미스랜딩을 유발하거나 색순도 여유도 감소로 국부적인 화질 저하를 가져온다.However, in the related art, since the stretching is performed based on the reference holes located at the eight locations, local deformation occurring at the outer edge of the mask cannot be controlled. In addition, such poor stretching uniformity causes mis-landing for each location or local color degradation due to reduced color purity margin.
이러한 현상을 제어하기 위해 종래에는 스트레칭 기계를 개조하여 기존의 기준홀 외에 추가로 기준홀을 설치하고 이에 따라 스트레칭을 위한 그립을 추가하는 등 다양한 방법이 시도되었지만 뚜렷한 성과를 얻지 못하였다.In order to control this phenomenon, various methods have been attempted, such as retrofitting a stretching machine to install a reference hole in addition to the existing reference hole and to add a grip for stretching accordingly, but have not obtained obvious results.
또한 종래의 새도우마스크의 재료는 압연 작업시 이방성의 물성치를 나타내며, 특히 통과공의 형상이 슬롯형상인 새도우마스크에서는 이러한 현상이 뚜렷이 나타난다. 상기 슬롯타입의 새도우마스크는 특히 x축(장축) 및 y축(단축) 방향으로 동시에 외부 하중이 작용하는 코너부에서 스트레칭 불량이 자주 발생한다. 즉, y축 방향으로 스트레칭 시에는 +y 방향으로 변위가 증가하는 반면에 x축 방향으로 스트레칭 시에는 -x 방향으로 변위가 증가한다. 따라서 새도우마스크의 기준홀은 -x 방향으로 이동하게 되며, 이를 보정하기 위해 x축 방향으로의 스트레칭을 증가시켜서 기준홀을 원하는 위치로 이동한다. 이때 기준홀은 원하는 위치로 이동되었지만, 도 4와 같이 기준홀의 주변부에는 설계치 대비 0.01∼0.02㎚ 정도의 스트레칭 불량이 발생한다.In addition, the material of the conventional shadow mask exhibits anisotropic physical properties during rolling, especially in the shadow mask having a slot shape of a through hole. In the slot type shadow mask, in particular, in the x-axis (long axis) and y-axis (short axis) directions, poor stretching occurs frequently at the corners where external loads are applied. That is, the displacement increases in the + y direction when stretching in the y-axis direction, while the displacement increases in the -x direction when stretching in the x-axis direction. Therefore, the reference hole of the shadow mask is moved in the -x direction, and to correct this, the reference hole is moved to a desired position by increasing the stretching in the x-axis direction. At this time, the reference hole has been moved to a desired position, but as shown in FIG. 4, stretching defects of about 0.01 to 0.02 nm with respect to the design value occur in the periphery of the reference hole.
따라서 본 발명은 평면 브라운관용 새도우마스크의 비유효면의 구조를 최적화하여 스트레칭 후의 마스크 유효면 가장자리의 동일축상에 위치하는 전자빔 통과공의 이동량을 같게 하여 스트레칭 불량을 최소화하고 화면의 가장자리의 퓨리티 여유도를 증대시켜 브라운관의 화질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention optimizes the structure of the non-effective surface of the flat shadow shadow mask for a flat CRT tube to equalize the amount of movement of the electron beam through-holes located on the same axis of the edge of the mask effective surface after stretching to minimize stretching defects and the margin of purity of the edge of the screen. It is aimed at improving the picture quality of the CRT by increasing.
도 1은 종래기술의 평면 브라운관의 단면도,1 is a cross-sectional view of a flat CRT tube of the prior art,
도 2 a 내지 c는 종래기술의 텐션마스크의 형상도,Figure 2a to c is a shape diagram of a tension mask of the prior art,
도 3은 마스크 홀에서의 응력과 변위와의 관계를 나타내는 도,3 is a diagram showing a relationship between stress and displacement in a mask hole;
도 4는 종래기술의 텐션마스크의 스트레칭 후 슬롯의 형태를 나타내는 도 및4 is a view showing the shape of the slot after stretching of the tension mask of the prior art and
도 5는 본 발명의 텐션마스크의 형상도이다.5 is a shape diagram of a tension mask of the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
1 : 판넬 2 : 펀넬 3 : 새도우마스크 4 : 형광면DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Panel 2 Funnel 3 Shadow mask 4 Fluorescent surface
7 : 프레임 12 : 전자빔 통과공 14 : 유효면 15 : 스커트7 Frame 12 Electron Beam Passing Hole 14 Effective Surface 15 Skirt
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 내면에 형광면을 갖는 패널과, 상기 패널에 연결된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 상기 형광면을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 패널 내면의 형광면에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크와, 상기 새도우마스크에 텐션을 가해서 고정 지지하는 프레임을 포함하는 평면 브라운관에 있어서, 상기 새도우마스크는 상기 형광면에 대응되는 전자빔 통과공이 존재하는 유효면과 상기 형광면에 대응되지 않는 전자빔 통과공이 존재하는 비유효면으로 구성되며; 상기 비유효면의 x축 방향(장축방향)의 너비를 lx, y축 방향(단축방향)의 너비를 ly, 대각축 방향의 너비를 lr이라 할 때 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.The technical means of the present invention for achieving this object is a panel having a fluorescent surface on the inner surface, a funnel connected to the panel, an electron gun mounted on the neck portion of the funnel and emitting an electron beam toward the fluorescent surface, In a flat CRT including a shadow mask disposed at a predetermined interval with respect to the fluorescent surface to serve as color screening, and a frame supporting and fixing the shadow mask by applying tension to the shadow mask, wherein the shadow mask has an electron beam passing hole corresponding to the fluorescent surface. An effective surface having an electron beam passing hole not corresponding to the fluorescent surface; When the width in the x-axis direction (long axis direction) of the ineffective surface is lx, the width in the y-axis direction (short axis direction) is ly, and the width in the diagonal axis direction is lr, the following equation is satisfied.
또한 상기 비유효면의 코너부 형상이 원호의 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the corner portion of the ineffective surface is characterized in that it has the shape of an arc.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 새도우마스크의 스트레칭 불균형이 가장 심한 각 코너를 중심으로 문제점을 해결하고자 비유효면의 x축, y축 방향의 거리를 설계인자로 설정하여 이를 최적화하고자 하기 방법을 사용하였다.The present invention used the following method to optimize the distance by setting the distance in the x-axis, y-axis direction of the ineffective surface as a design factor to solve the problem centering each corner of the most unbalanced shadow mask.
먼저 단위슬롯의 유효 물성치값을 구한다. 도 3과 같이 단위슬롯 형태에 단위 하중을 인가하여 x축 및 y축 방향으로의 변위값을 구한다. 상기 변위값은 슬롯의 애칭 상태에 따라 달라질 뿐 아니라 슬롯의 크기가 미소하여 실제 측정하기가 어렵기 때문에 일반적인 응용프로그램인 Analysis version 5.6을 이용하여 구하였다.First, find the effective property value of the unit slot. As shown in FIG. 3, a unit load is applied to the unit slot form to obtain displacement values in the x and y axis directions. The displacement value is determined by using the analysis version 5.6, which is a general application because it is not only dependent on the nicking state of the slot, but also because the size of the slot is very small.
상기에서 구한 변위값을 변환 및 계산하여 각 변위값의 유효물성치를 구한다. 상기 물성치는 슬롯의 형태에 따라 달라지기 때문에 위치별로 다른 값을 가지지만 대부분 코너부를 중심으로 문제점이 발생하기 때문에 코너부의 물성치를 가지고 설계해도 무방하다. 상기 코너부의 물성치는 다음과 같다.The displacement values obtained above are converted and calculated to obtain the effective physical properties of each displacement value. Since the physical properties vary depending on the shape of the slot, the physical properties may have different values for each location. However, the physical properties may be designed with the physical properties of the corners because most problems occur around the corners. Physical properties of the corners are as follows.
Ex = 5.2E4 ㎫Ex = 5.2E4 MPa
Ey = 1.58E5 ㎫Ey = 1.58 E5 MPa
Ey - Ex = 1.0E5 ㎫Ey-Ex = 1.0E5 MPa
상기에서 Ex는 3-9시 방향 즉, 화면에 대해 수평방향의 탄성계수이고, Ey는 6-12시 방향 즉, 화면에 대해 수직 방향의 탄성계수이다. 상기 물성치에서 알 수 있듯이 스트라이프 타입 슬롯의 경우 동일한 외부 하중에 대한 스트레칭율이 x축 방향보다 y축 방향이 더 높게 나타난다.Ex is an elastic modulus in the 3-9 o'clock direction, that is, a horizontal direction with respect to the screen, and Ey is an elastic modulus in the 6-12 o'clock direction, that is, perpendicular to the screen. As can be seen from the above properties, in the case of stripe type slots, the stretching ratio for the same external load is higher in the y-axis direction than in the x-axis direction.
다음으로, 상기 구한 유효물성치 값을 가지고 y축 방향의 단위 하중 인가시의 x축 방향의 변위식을 구성한다. y축 방향으로의 스트레칭시 x축 방향에 미치는 영향을 나타내기 위해 재료의 이방성 및 슬롯 형상에 의한 이방성을 고려하여 다음과 같이 나타내었다.Next, the displacement equation of the x-axis direction at the time of application of the unit load in the y-axis direction is formed using the obtained effective physical property value. In order to show the influence on the x-axis direction when stretching in the y-axis direction, the anisotropy of the material and the anisotropy due to the slot shape are shown as follows.
상기에서는 새도우마스크의 수직방향 스트레칭시 발생하는 수평방향으로의 변위 변화량이고,는 새도우마스크 비유효면의 수직방향 길이이고,는 비유효면의 수평방향 길이이고,는 비유효면의 대각방향 길이이고,는 새도우마스크 스트레칭시 슬롯에 의해 발생하는 수직, 수평방향으로의 변위 차이를 나타내는 프와송비(Poisson Ratio)이고,은 새도우마스크 박판 원재료 그레인(Grain) 형상에 따른 이방성 특성을 나타내는 프와송비이다.From above Is the displacement change in the horizontal direction that occurs during vertical stretching of the shadow mask, Is the vertical length of the shadowmask ineffective face, Is the horizontal length of the ineffective face, Is the diagonal length of the ineffective face, Is Poisson Ratio, which represents the difference in displacement in the vertical and horizontal directions caused by the slot when the shadow mask is stretched, Is a Poisson's ratio showing the anisotropy characteristic according to the shape of the shadow mask thin plate raw material grain (Grain).
마지막으로, 상기에서 구한 변위식과 x축 방향의 단위하중 인가시 x축 방향의 변위값을 비교하여 최적의 비유효면 거리를 도출한다. 그 결과, 각 코너의 유효면에 가장 인접한 비유효면의 형상은 y축 대비 x축 방향의 비유효면의 거리가 1.3∼2.5배 정도의 거리차를 두는 것이 마스크의 재료 및 슬롯형상에 의한 스트레칭 불균일성을 해결하는 데 가장 바람직한 결과를 가져왔다.Finally, the optimum ineffective surface distance is derived by comparing the displacement equation obtained above with the displacement value in the x-axis direction when the unit load is applied in the x-axis direction. As a result, the shape of the ineffective surface closest to the effective surface of each corner has a distance of 1.3 to 2.5 times the distance between the ineffective surface in the x-axis direction and the y-axis. The most favorable result was obtained for resolving the nonuniformity.
상기 식에서 lx는 비유효면의 x축 방향(장축방향)의 너비를 나타내고, ly는 y축 방향(단축방향)의 너비를 나타낸다.In the above formula, lx represents the width of the ineffective surface in the x-axis direction (long axis direction), and ly represents the width of the y-axis direction (short axis direction).
또한 특히 응력이 집중되는 비유효면의 코너부 형상을 원호 형태로 형성하여 종래의 국부적인 집중 응력값을 최대로 감소시켰으며, 이에 따라 국부적인 스트레칭 균일성이 개선되는 효과를 가져왔다. 이때 상기 원호 형태의 비유효면은 하기 식의 범위에서 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the corner portion of the ineffective surface where the stress is concentrated is formed in the shape of an arc to reduce the conventional local concentrated stress value to the maximum, thereby improving the local stretching uniformity. At this time, the ineffective surface of the arc shape is preferably formed in the range of the following formula.
상기 식에서 lr은 비유효면의 대각축방향의 너비를 나타내고, ly는 y축 방향(단축방향)의 너비를 나타낸다.In the above formula, lr represents the width of the diagonal axis direction of the ineffective surface, and ly represents the width of the y axis direction (short axis direction).
본 발명은 새도우마스크 스트레칭시 발생하는 불균일성을 개선하고자 새도우마스크의 비유효면의 x축 및 y축 방향의 너비를 최적화하였으며, 특히 응력이 집중되는 비유효면의 코너부 형상을 원호 형태로 형성하여 종래의 국부적인 집중 응력값을 200㎫ 정도 감소시켰으며, 이에 따라 국부적인 스트레칭 균일성이 종래 대비 0.005㎜ 미만으로 개선되는 효과를 가져왔다.The present invention has optimized the width of the non-effective surface of the shadow mask in the x-axis and y-axis directions to improve the non-uniformity generated during the stretching of the shadow mask. The conventional localized concentrated stress value was reduced by about 200 MPa, and thus, the local stretching uniformity was improved to less than 0.005 mm compared with the conventional method.
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Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20061222 Year of fee payment: 4 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |