KR20020096992A - 칼라 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 형광면의 불균일을 경감하여 화면의 균일성이 우수하고, 화면의 질감이 좋은 고품위의 화상 표시를 얻을 수 있는 우수한 블랙 매트릭스형의 칼라 음극선관을 제공하는 것이다.

섀도우 마스크(241)의 전자빔 통과 구멍(244)의 대구멍(244L)과 소구멍(244S)과의 경계부(244B) 치수(T)를 작게 하는 동시에, 내표면의 표면 거칠기를 작게 하여 형광면의 균일성을 나타내는 불균일 지수를 7 % 이하로 하였다.

Description

칼라 음극선관 {Color Cathode-Ray Tube}

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로, 특히 패널 내면에 형광체 화소와, 이 형광체 화소를 둘러싸는 비발광성 광흡수 물질층으로 이루어지는 블랙 매트릭스막을 갖는 블랙 매트릭스형 칼라 음극선관에 관한 것이다.

텔레비젼 수상기의 영상관이나 퍼스널 컴퓨터 등의 모니터관으로서, 블랙 매트릭스형의 칼라 음극선관이 널리 채용되어 있다. 도4는 블랙 매트릭스형의 칼라 음극선관의 구조예를 설명하는 개략 단면도이다. 이 칼라 음극선관은 패널부(20)와, 깔때기부(21) 및 네크부(22)로 진공 케이싱을 구성하고 있고, 깔때기부(21)의 일부에 고전압 도입용 애노드 버튼(23)이 매설되어 있다.

부호 24는 섀도우 마스크 조립체로, 그 일예의 상세를 후술하는 도5에 도시한다. 부호 25는 전자총으로, 상기 네크부(22) 내에 수용되어 있고, 상기 애노드 버튼(23)으로부터 도입된 고전압을 내부 도전막을 통해 인가되는 구성으로 되어 있다. 부호 26은 편향 요크로, 진공 케이싱의 네크부(22)와 깔때기부(21)의 천이 영역에 외부 장착되고, 상기 전자총(25)으로부터 사출된 3개의 변조된 전자빔(27)을 수평(X 방향)과 수직(Y 방향)으로 편향함으로써, 상기 전자빔(27)을 형광면(28)으로 2차원 주사시켜 화상을 재현한다. 이 형광면(28)에 형성된 도전막에도 상기 애노드 버튼(10)으로부터 도입된 고전압이 인가되는 구성으로 되어 있다. 부호 29는 자기 실드이다.

패널부(20)의 내면에 설치된 형광면(28)은 그 일예의 상세를 후술하는 도6에 도시한 바와 같이, 일반적으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색의 형광체를 돗트(점)형 혹은 스트라이프형으로 도포하여 이루어지는 3색 형광체 화소와, 이 형광체 화소를 둘러싸는 블랙 매트릭스막을 갖고, 이 형광면(28)에 근접 대향 배치하여 색선택 전극 조립체[여기서는, 섀도우 마스크 조립체(24), 이하에서는 색선택 전극을 섀도우 마스크로서 설명함]가 배치되어 있다.

도5는 도4에 도시한 섀도우 마스크 조립체의 일예를 도시하고, 섀도우 마스크와 마스크 프레임 및 스프링을 고정한 섀도우 마스크 조립체의 상세를 도시하고 있고, 도5의 (a)는 측면도, (b)는 평면도로, 전술한 각 도면과 동일한 부분에는 동일 기호를 부여하고 있다. 도5의 (a), (b)에 있어서, 섀도우 마스크 조립체(24)는 섀도우 마스크(241)와 마스크 프레임(242) 및 스프링(243)으로 구성되어 있고, 섀도우 마스크(241)는 후술하는 도7에 그 형상의 일예를 도시한 바와 같은 다수의 전자빔 통과 구멍(244)을 갖는 주요면(241a)과, 이 주요면(241a)과 대략 직각으로 절곡된 스커트부를 갖고, 스커트부를 마스크 프레임(242)의 내측에 삽입하고, 상기 스커트부와 마스크 프레임(242)을 × 표시로 나타낸 위치에서 용접하여 고정하고 있다.

또한, 스프링(243)은 마스크 프레임(242)의 각 변에 용접 고정되고, 패널부 내에 섀도우 마스크 조립체(24)를 현가하는 기구의 일부를 구성하고 있다. 또한,섀도우 마스크의 주요면(241a)은 정형 후는 패널부 내면의 형광면과 대면하는 부분에서, 다수의 전자빔 통과 구멍(244)이 형성된 구멍이 있는 영역과 그 주위를 권취하는 점선으로 나타냄으로써 외측의 구멍이 없는 영역의 외주부로 구성되고, 주요면(241a)은 대략 직사각형으로, 장축 방향, 단축 방향 및 대각선 방향에서 각각 곡률 반경이 다르다. 이는, 칼라 음극선관으로서의 화면의 평면감과 정형된 섀도우 마스크의 기계적 강도 유지의 양립을 도모하기 위해서이다.

이 섀도우 마스크(241)는 그 구성 재료로서, 주로 알루미늄 킬드강이 이용되고 있지만, 최근 칼라 음극선관의 고정밀도화에 수반하여 판 두께가 얇은 섀도우 마스크가 사용되고 있다. 이 두께가 얇은 섀도우 마스크를 채용한 칼라 음극선관에서는 그 동작 중에 섀도우 마스크의 일부가 열변형하여 전자빔 스폿이 형광면 상에서 소정의 위치로부터 어긋나게 되는 마스크 도밍이라 칭하는 현상이 발생하기 쉽다.

이 대책으로서, 섀도우 마스크 조립체를 패널부 내에 현가하는 기구를 개량하고, 또한 상기 섀도우 마스크의 구성 재료로서 열팽창율 및 물리적 경도를 고려하여 인바재가 이용되고 있다. 이와 같은 섀도우 마스크는, 에칭에 의해 소정의 위치에 상기 다수의 전자빔 통과 구멍을 마련한 원판을 소정 형상으로 펀칭하고, 그 후 프레스 정형하여 대략 직사각 형상으로, 또한 대략 구면형을 이루는 주요면과, 이 주요면의 주위에 연속되고, 또한 주요면에 대하여 대략 90도로 굴곡된 스커트부를 갖는 형상으로 정형하고, 이 정형 섀도우 마스크를 상기 마스크 프레임으로 고정하여 마스크 조립체를 형성한다.

도6은 도4에 도시한 칼라 음극선관의 주요부의 일부를 확대하여 도시한 단면 모식도이다. 도6에 있어서, 패널부(20)의 내면에 설치된 형광면(28)은 3색의 형광체를 돗트형 혹은 스트라이프형으로 도포하여 이루어지는 3색 형광체 화소(281)와, 이 형광체 화소(281)를 둘러싸는 블랙 매트릭스막(282) 및 금속 반사막(283)을 갖고, 이 형광면(28)에 근접 대향하여 섀도우 마스크 조립체(24)가 배치되어 있는 것은 전술한 바와 같다.

3색 형광체 화소(281)는 돗트형으로, 적(R)색 형광체 화소(281R), 녹(G)색 형광체 화소(281G) 및 청(B)색 형광체 화소(281B)로 구성되어 있고, 이 3색 형광체 화소(281)는 이미 알려진 바와 같이 블랙 매트릭스막(282)이 형성되어 있는 패널부 내면에 각 색의 형광체 슬러리를 도포한 후, 가상선으로 나타내는 3개의 광원(30G, 30B, 30R)의 위치로부터 각각 개별적으로 섀도우 마스크(24)의 전자빔 통과 구멍(244)을 통해 화살표로 나타내는 노광을 행하는 공정을 지나 형성된다.

도7은 섀도우 마스크(241)의 전자빔 통과 구멍(244)의 일예의 단면 모식도이다. 도7에 있어서, 전자빔 통과 구멍(244)은 경계부를 경계로 크고 작은 두개의 구멍을 결합한 형상을 이루고 있고, 경계부(244B)를 경계로 하여 대구멍(제1 구멍부)(244L)이 형광면(28)측에, 또한 소구멍(제2 구멍부)(244S)이 전자총(25)측에 각각 대면하는 구성으로 되어 있다. 대구멍(제1 구멍부)(244L)과 소구멍(제2 구멍부)(244S)은 변곡점(P0)에서 만곡 방향이 변화한다. 즉, 도7에 도시한 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍(244)은 대구멍(제1 구멍부)(244L)과 소구멍(제2 구멍부)(244S)의 2개의 구멍부로 구성된다. 이 전자빔 통과 구멍(244)은, 전술한바와 같이 얇은 금속판에 에칭에 의해 천공하여 설치되는 것이 일반적이며, 인바재는 알루미늄 킬드강에 비교하여 천공의 곤란성은 높다.

도8은, 형광면 형성 노광을 설명하기 위한 기하 광학적 노광 프로파일로, 전술한 각 도면과 동일한 부분에는 동일 기호를 부여하고 있다. 도8에 있어서, 노광량 프로파일(31)은 패널부에서 최대 면적(Dmax)이고, 거리가 떨어짐에 따라서 노광 강도가 상승하는 동시에 면적이 작아지게 되어, 정상면에서는 최소 면적(Dmin)이고, 원하는 위치(311)로 사양을 설정함으로써 필요한 면적(D)의 예를 들어 형광체 화소를 형성하는 방법으로 이용되고 있다. 이와 같은 블랙 매트릭스형의 칼라 음극선관의 형광면에 관해서는, 예를 들어 일본 특허 공고 소46-218호 공보에 개시되어 있다.

상기한 바와 같은 형광체 화소의 주위를 블랙 매트릭스막으로 둘러싸는 블랙 매트릭스형의 종래의 칼라 음극선관에서는, 형광면에 명암의 불균일한 부분이 발생하여 화면의 균일성이 저하하고, 화면의 질감을 손상하여 고품위의 화상 표시를 얻을 수 없다는 문제가 있었다. 특히 모니터관에서는 화면의 고정세화와 함께, 예를 들어 50 ㎝ 정도의 가까운 거리로부터 영상을 판독함으로써, 불균일에 의한 휘도 변동은 눈에 피로를 부여하기 쉽다는 문제도 있었다.

이것을 도면을 이용하여 설명하면, 도9는 패널부(20)의 정면도로, (a)는 전체도, (b)는 (a)의 A부를 확대하여 도시한 평면도로, 전술한 각 도면과 동일 부호는 동일 부분에 대응하고 있다. 도9의 (b)에 있어서, 형광면(28)을 구성하는 형광체 화소(281) 중, 복수개의 형광체 화소(281B1, 281B2, 281B3, 281R3, 281G4)는 비원형을 이루고 있고, 또한 적색 형광체 화소(281R2)는 직경이 작은 화소이다.

이들 비정상적인 형광체 화소는, 도10의 (b) 내지 (c)에 도시한 노광 프로파일로 형성된다. 즉, 도10의 (a)가 정상적인 형광체 화소의 노광 프로파일인 데 반해, 도10의 (b)는 점 c1, d1로 나타낸 바와 같이 노광 프로파일에 결함이 생기므로, 형광면 상의 형광체 화소로서는 상기 청색 형광체 화소(281B2, 281B3) 및 적색 형광체 화소(281R3)와 같은 일부가 결함이 생긴 비정상적인 형상의 형광체 화소가 형성된다.

또한, 도10의 (c)는 점 c2, d2로 나타낸 도시한 바와 같이 노광 프로파일에 돌출이 생기므로, 형광면 상의 형광체 화소로서는 상기 청색 형광체 화소(281B1) 및 녹색 형광체 화소(281C4)와 같은 일부가 돌출한 비정상적인 형상의 형광체 화소가 형성된다. 이와 같은 비정상적인 형광체 화소가 정상적인 형광체 화소 사이에 점재함으로써 화면에 명암의 불균일한 부분이 발생하여 화면의 균일성이 저하하고, 화면의 질감을 떨어뜨려 고품위의 화상 표시를 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

이와 같은 형광면의 불균일 발생의 원인은 형광면의 형성에 관련된 섀도우 마스크, 패널, 블랙 매트릭스막 및 형광체 화소 또는 금속 반사막 등의 각각에 원인이 존재한다. 이것을 섀도우 마스크를 예로 들어 설명한다. 도11은 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍의 다른 예의 단면 모식도이다. 도11에 있어서, 섀도우 마스크(241)에 형성되는 다수의 전자빔 통과 구멍(244)은 패널측에 개구된 대구멍(제1 구멍부)(244L)과, 전자총측에 개구된 소구멍(제2 구멍부)(244S)과, 상기 대구멍(제1 구멍부)(244L), 소구멍(제2 구멍부)(244S)을 연속 접촉하는 경계부(제3 구멍부)(244B)로 구성된다.

제1 구멍부(244L)와 제3 구멍부(244B)의 경계는 상기 제1 구멍부(244L)로부터 제3 구멍부(244B)에 이르는 제1 변곡점(P1), 상기 제2 구멍부(244S)와 제3 구멍부(244B)의 경계는 상기 제2 구멍부(244)로부터 제3 구멍부(244B)에 이르는 제2 변곡점(P2)으로 각각 정의된다. 즉, 도11에 도시한 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍(244)은 제1 구멍부, 제2 구멍부 및 제3 구멍부의 3개로 구성되어 있다고 바꿔 말할 수 있다.

이러한 전자빔 통과 구멍을 갖는 섀도우 마스크의 경우, 도11에 도시한 섀도우 마스크(241)의 전자빔 통과 구멍(244)의 경계부인 제3 구멍부(244B)가 전술한 도7에 비교하여 두께 방향으로 폭이 넓은 치수(T)를 가짐에 따라, 상기 경계부에서의 노광광선의 난반사에 기인하여 발생한다. 또한, 전자빔 통과 구멍(244) 내표면의 표면 거칠기에도 기인한다. 혹은, 블랙 매트릭스막의 막 두께, 형광체 자체의 입경 문제, 또는 필르밍 조성, 금속 반사막 두께 등도 영향을 끼친다. 그리고, 이들 여러 가지의 원인이 복합되어 전술한 형광면의 불균일이 발생해, 고품위의 화상 표시를 얻을 수 없는 문제가 생겨 해결책이 요구되고 있다. 이와 같은 형광면 불균일에 대한 평가는 눈으로 판정하는 사람에 따라 개인차가 커 정확한 판정을 하기 어렵다는 문제가 있었지만, 이것을 정량적으로 계측하는 기술이 일본 특허 공개 평10-253497호 공보에 개시되어 있다.

즉, 도12는 상기 공보에 개시된 화질 측정 방법 및 장치의 일실시 형태를 도시한 구성도이다. 도12에 있어서, 부호 32는 검사 대상인 칼라 음극선관, 부호 33은 카메라, 부호 34는 화상 처리 장치, 부호 35는 신호 발생 장치로, 이들의 장치를 이용하여 검사 대상인 칼라 음극선관의 형광 돗트의 면적, 형광 돗트의 단위 면적당의 발광량, 형광 돗트 내부의 발광 분포의 변동, 형광 돗트의 형상 등 각 화소가 갖는 여러 가지의 물리적인 특징량 중 하나 혹은 복수를 추출하여 정량화 척도를 산출하여 화질 평가를 하는 것이다.

이 공보에 따르면, 형광면의 균일성을 나타내는 불균일 지수를 상기 여러 가지의 물리적인 특징량 중 하나, 예를 들어 형광 돗트의 면적, 또는 복수, 예를 들어 형광 돗트의 면적과 형광 돗트의 단위 면적당의 발광량 각각의 특징량을 추출하고, 추출한 특징량의 최대치로부터 특징량의 최소치를 감산한 수치를 특징량의 평균치로 나누고, 이렇게 얻게 된 값을 백분율로 나타내어 정량화하는 방법에 의해 구하는 것을 가능하게 하고 있다.

즉, 이것을 식으로 나타내면, 불균일 지수(%) = {[(특징량의 최대치) - (특징량의 최소치)]/(특징량의 평균치)} × 100이 된다. 이와 같이, 불균일의 정량화는 가능해졌지만, 불균일 발생에 수반하는 문제의 해결에는 이르지 못했다. 본 발명의 목적 중 하나는 불균일 발생을 억제하여 화면의 균일성이 우수하고, 화면의 질감이 좋은 고품위 화상 표시를 얻을 수 있는 우수한 블랙 매트릭스형의 칼라 음극선관을 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명에 의한 칼라 음극선관의 일실시예의 구조예를 설명하는 개략 단면도.

도2는 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍의 경계부 두께와 형광면 등의 불균일 지수와의 관계를 나타낸 도면.

도3은 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍의 경계부 근방의 표면 거칠기와 형광면 등의 불균일 지수와의 관계를 도시한 도면.

도4는 블랙 매트릭스형의 칼라 음극선관의 구조예를 설명하는 개략 단면도.

도5는 도4에 도시한 섀도우 마스크 조립체의 일예를 도시하고, 도5의 (a)는 측면도, (b)는 평면도.

도6은 도4에 도시한 칼라 음극선관의 주요부의 일부를 확대하여 도시한 단면 모식도.

도7은 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍의 일예의 단면 모식도.

도8은 형광면 형성 노광을 설명하기 위한 기하 광학적 노광 프로파일.

도9는 칼라 음극선관의 패널부의 정면도를 도시하고, 도9의 (a)는 전체 정면도, (b)는 (a)의 A부를 확대하여 도시한 평면도.

도10은 형광면 형성 노광을 설명하기 위한 다른 예의 기하 광학적 노광 프로파일로, (a)는 정상적인 프로파일, (b), (c)는 비정상적인 프로파일.

도11은 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍의 다른 예의 단면 모식도.

도12는 화질 측정 방법 및 장치의 일실시 형태를 도시한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20, 51 : 패널부

21, 53 : 깔때기부

22, 52 : 네크부

24, 54 : 섀도우 마스크 조립체

25, 61 : 전자총

28, 50 : 형광면

32 : 칼라 음극선관

33 : 카메라

34 : 화상 처리 장치

35 : 신호 발생 장치

241 : 섀도우 마스크

244 : 전자빔 통과 구멍

244B : 경계부

244L : 대구멍

244S : 소구멍

281 : 형광체 화소

282 : 블랙 매트릭스막

283 : 금속 반사막

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 형광면의 형성에 관련된 각 공정의불균일 발생 요인을 경감하여 화면의 균일성을 높였다. 본 발명의 전형적인 구성을 기술하면, 다음과 같다. 즉,

(1) 내면에 형광체 화소와 블랙 매트릭스막을 갖는 형광면 및 이 형광면에 대향 배치되어 다수의 전자빔 통과 구멍을 갖는 섀도우 마스크를 구비한 패널부와, 전자총을 수용한 네크부 및 패널부와 네크부를 연속 접촉하고, 또한 외주에 편향 요크를 갖는 깔때기부로 구성한 진공 케이싱을 갖는 칼라 음극선관으로서, 상기 형광면의 균일성을 나타내는 불균일 지수가 7 % 이하이다.

(2) 상기 (1)에서, 상기 불균일 지수가 5.5 % 이하이다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에서, 상기 형광체 화소는 돗트형이다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 상기 전자빔 통과 구멍이 경계부를 경계로 상기 형광면측이 대구멍으로 상기 전자총측이 소구멍으로 형성되어 있고, 또 상기 경계부의 두께가 5 ㎛ 이하이다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 상기 전자빔 통과 구멍의 내표면의 표면 거칠기가 0.4 ㎛ 이하이다.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 블랙 매트릭스막의 균일성을 나타내는 불균일 지수가 5 % 이하이다.

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 섀도우 마스크의 균일성을 나타내는 불균일 지수가 3 % 이하이다.

(8) 다수조의 3색 형광체 화소 트리오를 형성한 형광면을 내면에 구비하는 패널, 3 전자빔을 상기 형광면을 향해 발사하는 전자총을 내부에 구비하는 네크 및상기 패널과 네크를 연속 접촉하는 깔때기부로 구성하여 이루어지는 진공 케이싱과,

상기 3 전자빔의 랜딩 위치를 색선택하는 전자빔 통과 구멍이 다수개 형성된 구멍이 있는 영역을 상기 형광면에 근접 대향 배치시켜 이루어지는 섀도우 마스크를 포함하고,

상기 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍은, 상기 패널측에 개구된 제1 구멍부와, 상기 전자총측에 개구된 제2 구멍부와, 상기 제1 구멍부와 제2 구멍부를 연속 접촉하는 제3 구멍부로 구성되고,

상기 전자빔 통과 구멍의 중심과 관축을 포함하는 평면으로 절단한 상기 전자빔 통과 구멍의 단면 윤곽 형상에 있어서, 상기 제1 구멍부와 제3 구멍부의 경계는 상기 제1 구멍부로부터 제3 구멍부에 이르는 제1 변곡점, 상기 제2 구멍부와 제3 구멍부의 경계는 상기 제2 구멍부로부터 제3 구멍부에 이르는 제2 변곡점으로 각각 정의되고, 상기 제1 변곡점과 제2 변곡점의 간격이 5 ㎛ 이하이다.

(9) 상기 (8)에서, 상기 섀도우 마스크를 구성하는 재료가 인바이다.

(10) 상기 (8)에서, 상기 제3 구멍부 부근의 표면 거칠기가 0.4 ㎛ 이하이다.

또, 본 발명은 상기의 구성 및 후술하는 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술 사상을 일탈하는 일 없이 다양한 변경이 가능하다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명의 칼라 음극선관의 일실시예의 구조예를 설명하는 개략 단면도이다.도1에 도시한 칼라 음극선관은, 내면에 형광체 화소와 비발광성 광흡수 물질층으로 이루어지는 블랙 매트릭스막을 갖는 형광면(50)을 구비한 패널부(51)와, 전자총(61)을 수용한 네크부(52) 및 패널부(51)와 네크(52)를 연속 접촉하는 깔때기부(53)로 진공 케이싱을 구성하고 있다.

패널부(51) 내면의 형광면(50)은, 일반적으로 적색(R), 녹색(C), 청색(B)의 3색의 형광체를 각각 돗트형 혹은 스트라이프형으로 도포하여 이루어지는 형광체 화소와, 이 형광체 화소를 둘러싸 카아본과 같은 비발광성 광흡수 물질층으로 이루어지는 블랙 매트릭스막과, 또한 메탈백층이 되는 금속 반사막을 갖고 있고, 이 형광면(50)은 후술하는 형광면의 균일성을 나타내는 불균일 지수가 7 % 이하로 되어 있다. 또한, 형광면(50)에 근접하여 섀도우 마스크(54)가 배치되어 있다. 이 섀도우 마스크(54)는 열팽창율 및 물리적 경도를 고려하여 인바재로 구성되어 있다.

섀도우 마스크(54)는 프레스 성형한 자립 형상 보유 지지형이며, 그 주변을 마스크 프레임(57)에 용접하고, 패널부(51)의 스커트부 내벽에 식립한 스터드핀(60)에 현가 스프링(59)을 통해 현가 지지된다. 또, 마스크 프레임(57)의 전자총(61)측에는 자기 실드(58)가 고정되어 있다.

진공 케이싱의 네크부(52)와 깔때기부(53)의 천이 영역에는 편향 요크(55)가 외부 장착되고, 전자총(61)으로부터 출사하는 3개의 변조된 전자빔(B)을 수평(X 방향)과 수직(Y 방향)으로 편향함으로써, 형광면(50) 상에서 2차원 주사하여 화상을 재현한다. 또한, 깔때기부(53)의 내표면에 형성된 내부 도전막(62)은 애노드 버튼으로부터 도입된 고전압을 전자총(61)의 주요 렌즈를 형성하는 전극 및 형광면(50)의 금속 반사막에 인가한다. 또, 부호 65는 칼라 음극선관 전체를 도시한다.

다음에, 도2 및 도3은 섀도우 마스크의 특성과 형광면, 블랙 매트릭스막 및 섀도우 마스크의 균일성을 나타내는 불균일 지수와의 관계를 나타낸 도면으로, 도2는 도11에 도시한 섀도우 마스크(241)의 전자빔 통과 구멍(244) 경계부(244b)의 두께 치수(T)와 불균일 지수의 관계를 도시하고, 또한 도3은 경계부(244b) 근방의 표면 거칠기와 불균일 지수의 관계를 도시하고 있다. 또, 도2, 도3을 모두 이용한 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍(244)의 구멍 직경의 변동은 2 % 이내인 것으로 하였다.

우선, 도2는 인접하는 동일색의 형광체 화소의 배치 간격 피치 : 0.26 ㎜, 섀도우 마스크 재료 : 인바재, 섀도우 마스크 판 두께 : 0.13 ㎜, 전자빔 통과 구멍 직경 : 115 내지 120 ㎛의 사양으로 화면 대각 방향이 51 ㎝ 사이즈인 칼라 음극선관을 이용한 경우의 특성을 도시하고 있다. 도2에 있어서의 불균일 지수는 전술한 일본 특허 공개 평10-253497호 공보에 개시된 수법에 의해 산출된 값이다. 상기 공보에 있어서의 물리적인 특징량으로서는 모니터관의 화면(형광면)에서는 형광 돗트의 단위 면적당의 발광량을 이용하고, 그 밖의 경우는(섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍 또는 블랙 매트릭스 홀의) 면적을 이용했다.

도2에 있어서, 경계부(244B)의 두께 치수(T)가 6 ㎛를 넘으면, 즉 형광면의 균일성을 나타내는 불균일 지수가 8 %를 넘으면, 형광면에 있어서의 명암의 불균일한 부분이 현저해져 화면의 균일성이 저하하고, 화면의 질감을 떨어뜨려 고품위 화상 표시를 얻을 수 없었다. 따라서, 형광면의 균일성을 나타내는 불균일 지수는 7% 이하가 필요하다. 바람직하게는 5.5 % 이하로 함으로써 고품위 화상 표시를 가능하게 할 수 있다. 불균일 지수는 4 % 이하이면 불균일 존재 그 자체를 무시할 수 있다. 이를 위해서는, 상기 경계부(244B)의 두께 치수(T)는 5 ㎛ 이하가 바람직하다.

다음에, 도3에 있어서 도2와 동일 사양을 기초로 전자빔 통과 구멍의 표면 거칠기가 다른 섀도우 마스크를 이용하여 확인한 결과, 0.5 ㎛를 넘으면, 즉 형광면의 균일성을 나타내는 불균일 지수가 8 %를 넘으면, 형광면에 있어서의 명암의 불균일한 부분이 현저해져 화면의 균일성이 저하하고, 화면의 질감을 떨어뜨려 고품위 화상 표시를 얻을 수 없었다.

따라서, 표면 거칠기를 0.4 ㎛ 이하로 함으로써 고품위의 화상 표시를 가능하게 할 수 있다. 여기서, 상기 도2 및 도3에 있어서의 BM(블랙 매트릭스)막의 홀 면적 및 마스크(섀도우 마스크)의 전자빔 통과 구멍 면적의 데이터는 칼라 음극선관의 제조 공정 중에 각각 수집한 것이다.

또한, 통상 섀도우 마스크는 표면을 흑화시키고 있지만, 이 흑화막의 두께를 표준 사양인 것보다 적어도 10 % 정도 두꺼운 막으로 함으로써, 표면 거칠기가 동일한 것이라도 표준 사양의 것에 비교하여 불균일 지수의 개선을 도모할 수 있다. 즉, 표면 거칠기 0.12 ㎛와 0.30 ㎛의 섀도우 마스크의 경우, 표준 사양의 흑화막을 이용한 블랙 매트릭스막의 불균일 지수는 각각 3.2 %, 4.0 %였던 것이, 10 % 흑화막 두께를 늘림으로써 각각 3.1 %, 3.0 %로 개선되고, 이에 수반하여 형광면의 불균일 지수도 개선되어 있다.

여기서, 상기한 실시예에서는 섀도우 마스크의 특성과 불균일 지수와의 관계에 대해 설명하였지만, 전술한 바와 같이 형광면의 불균일 발생 원인으로서는 상기 섀도우 마스크 이외에 패널, 블랙 매트릭스막 및 형광체 화소, 또는 금속 반사막 등 여러 가지의 재료, 프로세스가 관련된 것으로부터 각각의 특성 및 제조 관리의 개선에 의해 불균일 지수의 개선을 도모할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 형광면에 발생하는 불균일을 종합적으로 해석하여 그 원인을 구명하여 불균일 지수를 관리함으로써, 불균일 발생을 억제하여 화면의 균일성이 우수하고, 화면의 질감이 좋은 고품위 화상 표시를 얻을 수 있는 우수한 블랙 매트릭스형의 칼라 음극선관을 가능하게 하였다.

Claims (10)

1. 내면에 형광체 화소와 블랙 매트릭스막을 갖는 형광면 및 이 형광면에 대향 배치되어 다수의 전자빔 통과 구멍을 갖는 섀도우 마스크를 구비한 패널부와, 전자총을 수용한 네크부 및 패널부와 네크부를 연속 접촉하고, 또한 외주에 편향 요크를 갖는 깔때기부로 구성한 진공 케이싱을 갖는 칼라 음극선관으로서,

   상기 형광면의 균일성을 나타내는 불균일 지수가 7 % 이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
2. 제1항에 있어서, 상기 불균일 지수가 5.5 % 이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형광체 화소는 돗트형인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 상기 전자빔 통과 구멍이 경계부를 경계로 상기 형광면측이 대구멍으로 상기 전자총측이 소구멍으로 형성되어 있고, 또한 상기 경계부의 두께가 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 상기 전자빔 통과 구멍의 내표면의 표면 거칠기가 0.4 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스막의 균일성을 나타내는 불균일 지수가 5 % 이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섀도우 마스크의 균일성을 나타내는 불균일 지수가 3 % 이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
8. 다수조의 3색 형광체 화소 트리오를 형성한 형광면을 내면에 구비하는 패널, 3 전자빔을 상기 형광면을 향해 발사하는 전자총을 내부에 구비하는 네크 및 상기 패널과 네크를 연속 접촉하는 깔때기로 구성하여 이루어지는 진공 케이싱과,

   상기 3 전자빔 랜딩 위치를 색선택하는 전자빔 통과 구멍이 다수개 형성된 구멍이 있는 영역을, 상기 형광면에 근접 대향 배치시켜 이루어지는 섀도우 마스크를 포함하고,

   상기 섀도우 마스크의 전자빔 통과 구멍은 상기 패널측에 개구된 제1 구멍부와, 상기 전자총측에 개구된 제2 구멍부와, 상기 제1 구멍부와 제2 구멍부를 연속 접촉하는 제3 구멍부로 구성되고,

   상기 전자빔 통과 구멍의 중심과 관축을 포함하는 평면으로 절단한 상기 전자빔 통과 구멍의 단면 윤곽 형상에 있어서, 상기 제1 구멍부와 제3 구멍부의 경계는 상기 제1 구멍부로부터 제3 구멍부에 이르는 제1 변곡점, 상기 제2 구멍부와 제3 구멍부의 경계는 상기 제2 구멍부로부터 제3 구멍부에 이르는 제2 변곡점으로 각각 정의되고,

   상기 제1 변곡점과 제2 변곡점의 간격이 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
9. 제8항에 있어서, 상기 섀도우 마스크를 구성하는 재료가 인바인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
10. 제8항에 있어서, 상기 제3 구멍부 부근의 표면 거칠기가 0.4 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.