KR20030063627A - 칼라 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 칼라 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체는 다수의 전자빔이 통과하는 전자빔 통과공이 형성된 유효영역과 상기 유공부의 가장자리에 위치되는 무효영역을 가지는 상기 텐션마스크와; 상기 텐션마스크에 인장력이 가하여지되록 대응되는 양단부를 각각 지지하는 서포트 부재와, 상기 서포트 부재들의 사이를 유지할 수 있도록 서포트 부재의 양단부를 지지하는 강성부재를 가지는 프레임과; 상기 프레임에 고정된 텐션마스크의 무효영역중 텐션마스크의 길이 방향의 무효영역에 이를 따라 적어도 하나의 웨이트 부재(weight members)가 고정수단에 의해 소정간격 이격될 수 있도록 설치 된 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체{Tension mask -frame asseambly for color cathode ray tube}

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로, 더 상세하게는 프레임에 지지된 텐션마스크의 진동을 감쇄시킬 수 있도록 구조가 개선된 칼라 음극선관용 텐션마스크프레임 조립체에 관한 것이다.

칼라 음극선관은 도 1에 도시된 바와 같이 펀넬(11)의 네크부(12)에 설치된 전자총(13)으로부터 방출된 세 전자빔이 색선별기능을 가지는 마스크(shadow mask;14)의 전자빔 통과공(14a)을 통하여 상기 펀넬(11)과 봉착된 패널(15)의 내면에 형성되어 있는 형광막(16)의 적, 녹, 청색의 형광체에 랜딩됨으로써 이들을 여기시켜 화상을 형성하게 된다.

상술한 바와 같은 칼라 음극선관은 시청자의 시야각을 넓히고 화상의 왜곡을 방지하기 위하여 스크린면의 평면화를 추구하고 있다. 이에 따라 칼라 음극선관의 내부에 설치되며 색선별기능을 가지는 마스크도 평면화가 이루어져야 하는데, 이러한 마스크는 완전평면의 칼라 음극선관을 제조하는데 많은 제약요소 중의 하나가 되고 있다.

도 2에는 상기 평면형 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체의 일예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 상호 평행하게 설치되는 제1,2서포트 부재(11)(12)와, 상기 제1,2서포트 부재(11)(12)의 양측에 양단부가 각각 고정되어 서포트 부재(11)(12)를 소정의 간격으로 유지시키는 제1,2강성부재(13)(14)를 구비한 프레임(10)과, 서포트 부재(11)(12)에 장력이 가하여지도록 상호 대응되는 가장자리 즉, 장변부측이 용접되는 것으로, 다수의 스트립(21)들이 소정간격 이격됨으로써 스트라이프 상의 슬릿(22)들이 형성된 평판형 텐션마스크(20)를 구비한다. 상기 텐션마스크(20)의 스트립(21)에 의해 형성된 슬릿(22)은 소정간격으로 인접하는 스트립(21)들을 연결하는 리얼 브리지(23)에 의해 분할된다.

이러한 텐션마스크 프레임 조립체에 있어서, 상기 텐션마스크(20)는 그 장변가장자리만 제1,2서포트 부재(11)(12)에 고정되어 있으므로 텐션마스크(20)의 단변부는 길이 방향(X 방향)에 대해 직각 방향(Y 방향) 즉, 텐션마스크의 일측면에 대해 상하 방향으로 자유로운 상태가 된다. 따라서 외부로부터 가하여지는 충격이나 스피커의 음압에 의해 프레임(10)에 지지된 텐션마스크는 진동하게 된다. 이러한 진동은 전자총(13)으로부터 방출된 전자빔이 슬릿(22)을 정확하게 통과하지 못하게 되므로 슬릿(22)을 통과하는 전자빔의 빔량이 달라진다. 전자빔의 미스렌딩(mislanding)은 형광막에 랜딩되는 전자빔의 결색 및 타색을 유발하여 화상의 균일한 해상도를 얻을 수 없는 문제점이 있다. 특히, 음극선관 내부는 진공이므로 공기의 저항이 없어 마스크의 진동은 오랜시간 진속된다. 따라서 진동에너지를 다른 에너지로 변화시켜 진동이 빨리 소멸되도록 하는 댐퍼작용이 필요하다.

이러한 댐퍼작용을 이용하여 진동을 감쇄시킨 종래 텐션마스크 프레임 조립체가 일본 특허 공개 평12-77007호에 개시되어 있다.

개시된 텐션마스크 프레임 조립체는 텐션마스크 공진모드 7차 이하에 있어서, 텐션마스크 단변부의 진폭이 중앙의 진폭에 대하여 상대적으로 일정이며, 상기텐션마스크의 단변부측 무공부에 클립이나 링들의 끼워 진동을 감쇄시킨 구조이다.

그리고 한국 특허 출원 제2000-6542호에 개시된 텐션마스크 프레임 조립체는 텐션마스크의 양 단부가 제1,2서포트 부재에 지지되어 소정의 인장력을 가지며 상기 텐션마스크의 스트립과 나란한 방향의 텐션마스크 단변부와 접촉되는 스트립상의 진동방지부재를 포함한다. 또한 한국 특허출원 제2000-39985에 개시된 텐션마스크 조립체는 프레임에 설치되어 텐션마스크의 각 스트립들과 접촉되는 적어도 하나의 댐핑수단을 포함한다.

상기와 같은 종래의 텐션마스크 프레임 조립체들의 서포트에 의해 지지되지 않은 자유단인 단변부에 설치되어 있으므로 텐션마스크의 단변부측의 하울링 현상을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명인의 실험에 의하면, 텐션마스크의 단변부 측에 진동감쇄수단을 부착하는 경우 가장자리로부터 100mm 이내에서 감쇄효과를 볼수 있으나 그 이상에서는 큰 효과를 얻을 수 없는 것을 알 수 있었다.

텐션마스크의 길이 방향인 X 방향으로 진동감쇄 영역이 넓지 않다는 것을 알 수 있었으며, 특히 마스크 중앙부에서의 진동감쇄효과가 크지 않음을 알 수 있었다.

한편, 텐션마스크의 중앙부와 z 축 방향으로의 진동감쇄효과를 줄이기 위한 텐션마스크 프레임 조립체가 엘지 필립스의 디스플레이 장치 연구소(Display Device research LAB of LG. Philips Displays)에서 개발되었다.(2001년 SID 학회논문)

이 텐션마스크는 레일(패널에 고정됨)에 의해 지지된 텐션마스크의 무효영역에 볼 체인(ball chain)의 양단부를 고정하여 설치하거나 별도의 브라켓에 의해 고정된 구조가 개시되어 있다. 이러한 테션마스크는 무효영역에 볼 체인의 부착이 용이하지 않고, 중앙부에서의 만족할 만한 진동감쇄효과를 기대 할 수 없었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프레임에 지지된 텐션마스크의 비탄성충돌에 의한 진동에너지를 감쇄시켜 진동감쇄효과를 높일 수 있으며, 나아가서는 형광막에 전자빔의 미스 랜딩을 방지하여 화상의 떨림 방지 및 해상도를 향상시킬 수 있는 칼라 음극선관의 텐션마스크 프레임 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

본원 발명의 다른 목적은 프레임에 지지된 텐션마스크의 길이방향으로의 진동감쇄효과를 향상시킬 수 있는 칼라 음극선관의 텐션마스크 프레임 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 음극선관의 일부절제 사시도,

도 2는 종래 텐션 마스크 프레임 조립체의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 텐션 마스크 프레임체의 분리 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 웨이트 부재의 설치 상태를 발췌하여 도시한 일부절제 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 텐션마스크 프레임 조립체의 분리 일부절제 사시도,

도 6은 웨이트 부재를 고정하는 고정수단의 다른 실시예를 도시한 분리 사시도,

도 7 내지 도 10은 웨이트 부재를 부착하지 않은 텐션마스크의 진동과 시간 관계를 나타내 보인 그래프.

도 11 내지 도 14는 웨이트 부재르 부착한 텐션마스크의 진동과 시간관계를 나타내 보인 그래프.

도 15 내지 도 17은 웨이트 부재와 텐션마스크 무효영역 표면 사이의 간격과 진동감쇄의 관계를 나타내 보인 그래프.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명 칼라 음극선관의 텐션마스크 프레임 조립체는 다수의 전자빔이 통과하는 전자빔 통과공이 형성된 유효영역과 상기 유공부의 가장자리에 위치되는 무효영역을 가지는 상기 텐션마스크와;

상기 텐션마스크에 인장력이 가하여지되록 대응되는 양단부를 지지하는 프레임과;

상기 프레임에 고정된 텐션마스크의 무효영역중 텐션마스크의 길이 방향의 무효영역에 이를 따라 적어도 하나의 웨이트 부재(weight members)를 부착하여 된것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 무공부영역에 부착된 웨이트 부재를 상기 무공부영역의 표면으로부터 소정간격 이격되어 상대 진동가능하도록 지지하는 고정수단을 더 구비한다. 상기 웨이트 부재는 단위 면적당 무게가 텐션마스크의 10 이상인 것을 사용함이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4에는 본 발명에 따른 칼라 음극선관의 텐션마스크 프레임 조립체의 일 실시예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 텐션마스크 프레임 조립체는 전자빔이 통과하는 전자빔 통과공(슬릿 또는 도트 형상의 관통공)을 가지는 텐션 마스크(30)와, 상기 텐션 마스크(30)에 일방향(이하 Y방향이라 함)으로 균일한 인장력을 갖도록 텐션마스크(30)의 장변부를 지지하는 프레임(40)과, 프레임(40)에 지지되어 상기 텐션마스크(30)의 길이 방향의 무효영역에 설치되어 텐션마스크의 진동을 방지하는 웨이트 부재(50)를 포함한다.

상기 프레임(40)은 상호 소정간격 이격되는 제1,2서포트 부재(41)(42)와, 상기 제1,2서포트 부재(41)(42)의 양측가장자리에 각각 그 양단부가 지지되는 한쌍의 제1,2강성부재(43)(44)를 포함한다. 상기 제1,2서포트 부재(41)(42)는 각각 고정부(41a)(42a)와 고정부(41a)(42a)의 하단으로부터 내측으로 연장되는 플랜지부(41b)(42b)를 구비한다.

상기 프레임(40)은 상기 제1,2서포트부재(41)(42)와 이를 지지하는 제1,2강성부재(43)(44)로 구성된 것을 일예로 들어 설명하였으나 이에 한정되지 않고 상기 텐션마스크에 Y방향으로 인장력을 가할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 대안으로 상기 제1,2서포트 부재를 지지하는 강성부재는 상기 텐션마스크에 인장력이 가하여지도록 지지하는 지지력을 균일하게 하기 위하여 양단부를 제1,2서포트 부재의 단부로부터 소정거리 이격된 내측에 고정시킬 수 있다.

상기 텐션마스크(30)는 상기와 같이 구성된 프레임의 제1,2고정부(41a)(42a)에는 그 장변부가 고정되어 인장력이 가하여지는데, 이러한 텐션마스크(30)는 다수의 전자빔이 통과하는 슬롯이 형성된 유효영역(31)과 이 유효영역(31)의 가장자리에 위치되는 무효영역(32)를 포함한다. 이 텐션마스크(30)의 유효영역(31)은 소정의 간격으로 이격되는 복수개의 스트립(33)들에 의해 전자빔이 통과하는 전자빔 통과공 즉, 슬릿(34)이 형성된다. 그리고 상기 스트립(33)들의 사이에는 리얼 브리지(35)들이 설치되어 인접하는 스트립을 상호 연결함으로써 상기 슬릿(34)를 분할한다. 상기 분할된 슬릿(34)에는 인접하는 스트립(33)(33)으로부터 상호 대응되는 방향으로 연장되는 돌기(미도시)들로 이루어진 더미 브리지가 형성될 수 있다. 상기 텐션마스크의 형상은 상술한 실시예에 의해 한정되지는 않는다.

그리고 상기 웨이트 부재(50)들은 상기 텐션마스크의 무효영역(32)에 그 길이 방향으로 소정간격 이격된 상태로 부착되는 것으로, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 무효영역(32)의 상면이나 하면에 부착된다. 이 웨이트 부재(50)는 무효영역의 넓이와 음극선관의 패널 내면과의 간격을 고려하여 폭(W)은 각각 10mm 이내,높이(H)는 8mm 이내, 길이(L)는 5 내지 100 mm 이내로 형성함이 바람직하다.

상기와 같이 무효영역(32)에 부착되는 웨이트 부재는 스트립 상의 금속편으로 이루어지거나 소정의 길이를 가지는 바로 이루어지는데, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 형광막의 주변부에 주사되는 전자빔을 간섭하지 않도록 전자빔의 진행방향으로 경사진 경사면(50a)을 가진다. 그리고 상기 웨이트 부재(50)의 무게는 텐션마스크의 단위 면적당 무게의 10 배 이상을 가지는데, 텐션마스크의 인장력을 감안하여 5g 내지 40g의 것을 사용함이 바람직하고, 전체의 무게가 400g를 넘지 않도록 함이 바람직하다.

한편, 웨이트 부재(50)는 텐션마스크의 무효영역(32)에 고정함에 있어서, 텐션마스크의 무효영역(32)에 대해 상대적인 진동이 가능하도록 별도의 고정수단에 의해 진동시 0.5 내지 5mm 마스크의 무효영역의 표면과 이격 되도록 설치함이 바람직하다. 상기 고정수단은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 마스크의 무효영역(32)과 웨이트 부재(50)의 양단부에 각각 결합공(32a)(51)이 형성되고, 이들과 결합되어 무효영역에 대해 웨이트 부재(50)를 지지하는 핀(52) 또는 리벳(53)으로 이루어진다.

그리고 상기 프레임에 지지된 텐션마스크(30)의 단변부에는 도면에는 도시되어 있지 않으나 통상적인 진동감쇄수단이 설치된다. 이 진동감쇄수단은 판상의 부재가 고정링에 의해 지지되거나 강성부재에 지지된 댐핑부재가 접촉되어 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체의 작용을 설명하면 다음과 같다.

텐션마스크 프레임 조립체는 제1,2서포트 부재(41)(42)가 상호 대향되는 방향으로 가압하여 이들을 지지하는 제1,2강성부재(43)(44)가 탄성변형 되도록 한 상태에서 상기 텐션마스크(30)의 장변부가 상기 제1,2서포트부재(41)(42)의 고정부(41a)(42a)에 용접되어 있으므로 텐션마스크에는 스트립(31) 방향으로 인장력이 가하여지게 된다.

이와 같이 인장력이 가하여진 상태에서 음극선관에 장착된 텐션마스크 프레임 조립체에 물리적인 충격 또는 스피커의 음압이 가하여지게 되면 진동하게 되는데, 상기 텐션마스크의 무효영역에는 복수개의 웨이트 부재(50)가 설치되어 있으므로 텐션마스크의 장축방향으로의 진동을 감쇄시킬 수 있다. 즉, 상기 웨이트 부재(50)의 단위 면적당 무게는 텐션마스크의 단위 면적당 무게에 비하여 상대적으로 무거우므로 진폭이 X 방향으로의 저주파 진동을 감쇄시키는데, 효율적이고, 상기 Y 방향으로 진폭이 작은 저주파 진동의 진동감쇄에 효율적이다.

상기 텐션마스크(30)의 무효영역(32)에 고정수단에 의해 지지된 웨이트 부재(50)는 상대적으로 진동가능하게 설치되어 있으므로 z 방향으로의 진폭이 상대적으로 큰 진동은 무효영역과 웨이트 부재(50)가 마찰접촉되어 감쇄된다.

이러한 작용효과는 본 발명인이 실시한 충격시험을 통하여 더욱 명백하여 질 것이다.

실험 1

본 실험에서는 프레임에 지지된 32 인치 텐션마스크의 무효영역에 웨이트부재를 부착하지 않은 텐션마스크 프레임 조립체를 칼라 음극선관에 장착한 상태에서 무게추를 50 cm에서 낙하시켜 음극선관에 충격을 가하고 텐션마스크가 진동하는 상태를 텐션마스크의 좌우 200mm 지점과 300mm 지점을 각각 측정하여 도 7 내지 도 10의 그래프를 얻었다.

그리고 스테인레스로 이루어지고 무게가 20g이며 두께가 7.5mm, 폭 10mm, 길이 100mm인 웨이트 부재를 상기와 같은 조건의 텐션마스크에 프레임 조립체에 부착하고 상술한 바와 같은 조건으로 실험하여 상기 텐션 마스크와 동일한 지점의 진동을 측정하여 도 11 내지 도 14의 그래프를 얻을 수 있었다.

상기 도면을 참조하면, 웨이트 부재를 부착한 본원 발명의 텐션마스크의 경우에는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 좌우 300mm 지점에서 1이내에 진폭이 ±20㎛ 이내로 진동이 감쇄되었으나 웨이트 부재를 부착하지 않은 종래의 텐션마스크의 경우에는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 ±20㎛ 이내로 감쇄되는 시간이 3초 이상 걸리는 것을 알 수 있었다.

그리고 좌우 200mm 지점에서는 웨이트 부재를 부착한 본원 발명의 텐션마스크의 경우에는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 1초 이내에 진폭이 ±20㎛ 이내로 진동이 감쇄되었으나 웨이트 부재를 부착하지 않은 종래의 텐션마스크의 경우에는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 ±20㎛ 이내로 감쇄되는 시간이 4초 이상 걸리는 것을 알 수 있으며 잔여 진동이 계속 이어짐을 알 수 있었다.

실험 2

본 실험에서는 실험 1과 같은 조건에서 텐션마스크의 무효영역에 고정수단에의해 고정된 웨이트 부재와 텐션마스크의 무효영역 표면 사이의 간격과 진동감쇄시간과을 실험하여 도 15 내지 도 17의 그래프를 얻었다.

도시된 바와 같이 무효영역에 웨이트 부재가 고정되거나 5mm 이상의 간격을 유지한 것에 비하여 0.5 내지 5mm 이내일 때에 진동감쇄시간이 짧다는 것을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 음극선관의 텐션마스크 프레임 조립체는 제1,2서포트 부재의 가장자리에 텐션마스크의 무효영역에 고정수단에 의해 댐퍼를 설치함으로써 텐션마스크의 진동을 방지할 수 있으며 나아가서는 텐션마스크의 진동으로 인한 화상의 떨림을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명은 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

1. 다수의 전자빔이 통과하는 전자빔 통과공이 형성된 유효영역과 상기 유공부의 가장자리에 위치되는 무효영역을 가지는 상기 텐션마스크와;

   상기 텐션마스크에 인장력이 가하여지되록 대응되는 양단부를 각각 지지하는서포트 부재와, 상기 서포트 부재들의 사이를 유지할 수 있도록 서포트 부재의 양단부를 지지하는 강성부재를 가지는 프레임과;

   상기 프레임에 고정된 텐션마스크의 무효영역중 텐션마스크의 길이 방향의 무효영역에 이를 따라 적어도 하나의 웨이트 부재(weight members)가 고정수단에 의해 소정간격 이격될 수 있도록 설치 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 웨이트 부재는 무효영역의 내면에 설치된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체.
3. 제1항에 있어서,

   상기 고정수단은 웨이트 부재와 텐션마스크의 무효 영역에 형성된 관통공에 결합되어 텐션마스크에 대해 웨이트 부재를 지지하는 핀 또는 리벳을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체.
4. 제1항에 있어서,

   상기 웨이트 부재는 단위 면적당 무게가 텐션마스크의 10 이상인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체.
5. 제1항에 있어서,

   상기 웨이트 부재의 무게는 5 내지 50g 이하인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체.
6. 제1항에 있어서,

   상기 웨이트 부재는 전자밈의 간섭을 방지하기 위하여 전자빔의 진행방향으로 경사지게 형사진 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 텐션마스크 프레임 조립체.
7. 제3항에 있어서,

   상기 웨이트 부재는 상기 무효영역과 0.5 내지 5mm 이격되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 텐션 마스크 프레임 조립체