KR20030091577A - 컬러 음극선관용 마스크 조립체 - Google Patents

Abstract

1차원 인장 방식의 텐션 마스크를 갖는 컬러 음극선관에 있어서, 원하는 중앙 대비 주변의 텐션 분포를 용이하게 얻을 수 있는 컬러 음극선관의 마스크 조립체에 관한 것으로, 본 발명의 마스크 조립체는, 전자총에서 방출된 전자빔을 통과시키거나 차단하는 유효부와, 이 유효부를 둘러싸는 장변측 및 단변측 무효부를 구비하며, 수직방향으로 인장되는 텐션 마스크와; 상기 텐션 마스크의 인장 상태를 유지하면서 구조적 강도를 보강하는 마스크 프레임;을 포함하며, 상기 유효부는 수직방향으로 장경을 갖는 슬롯들과, 상기 슬롯들의 사이 공간에 배치되는 스트립과, 상기 슬롯들을 구획하도록 스트립을 수평방향으로 연결하는 리얼 브리지들을 구비하고, 상기 텐션 마스크의 수평방향으로 관축방향 중심을 포함하는 중앙 유효부 또는 이 중앙 유효부 좌우측의 주변 유효부 중에서 어느 일측으로 상기 전자총에 대면하는 스트립의 일면에는 스트립의 체적을 감소시키기 위한 에칭 홈들이 제공되는 마스크 조립체에 의해 달성된다.

Description

컬러 음극선관용 마스크 조립체{MASK ASSEMBLY FOR COLOR CATHODE RAY TUBE}

본 발명은 1차원 인장 방식의 텐션 마스크를 갖는 컬러 음극선관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원하는 중앙 대비 주변의 텐션 분포를 용이하게 얻을 수 있는 컬러 음극선관의 마스크 조립체에 관한 것이다.

통상적으로, 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 사용되는 칼라 음극선관은 전자총에서 방출된 세 전자빔을 섀도우 마스크(shadow mask)의 전자빔 통과공을 통해 형광막 스크린의 RㆍGㆍB 형광체에 랜딩시켜 상기 형광체를 여기시킴으로써 화상을 구현하는 표시장치이다.

이와 같이 화상을 구현하는 칼라 음극선관의 스크린면은 편향 요크에 의해 편향된 전자빔의 편향 궤적을 감안하여 소정의 곡률을 갖도록 설계되며, 이러한 성형 마스크(formed mask)는 스크린면의 내면 곡률과 대응되는 곡률을 갖도록 설계된다.

그런데, 이러한 성형 마스크는 전자빔 통과공을 통과하지 못하는 전자빔에 의해 열팽창되어 마스크가 패널측을 향해 부풀어 오르는 도밍 현상이 발생되는바, 이러한 도밍 현상은 전자빔의 랜딩 위치가 변하게 하여 타색의 형광체를 여기시키게 되는 색순도 저하를 유발한다.

따라서, 상기한 단점을 극복하고 화면의 대형화 및 평면화 추세에 대응하기 위하여, 인장력이 가해진 상태에서 프레임에 고정되는 텐션 마스크(tension mask)가 개발되었다.

이러한 텐션 마스크는 인장 방식에 따라 1차원 및 2차원 인장 방식으로 구분할 수 있는데, 1차원 인장 방식은 수직방향으로 마스크를 인장하는 방식이고, 2차원 인장 방식은 수직방향 및 수평방향으로 마스크를 인장하는 방식이다.

이중에서, 1차원 인장 방식의 텐션 마스크를 채용한 컬러 음극선관의 일례로서, 일본국 특개평8-77936호에는 전자빔 통과공으로 작용하는 슬롯을 갖는 섀도우마스크가 수직방향으로 장력이 인가된 상태에서 마스크 프레임에 용접 고정된 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기한 일본국 특허에 개시된 텐션 마스크는 수평방향으로 장력이 인가되고 있지 않으므로, 전자빔의 조사에 의해 텐션 마스크가 열팽창되면 슬롯의 위치가 수평 방향으로 빗나가기 쉬어 색 어긋남이 생길 수 있다. 또한, 텐션 마스크는 리얼 브리지에 의해 수평방향으로 연결되고 있으므로, 수평방향으로의 열팽창은 텐션 마스크의 전자 빔이 조사되고 있는 유효부 영역 전체로 누적된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 수직방향으로의 장력을 강하게 설정하여 수평방향의 열팽창량을 수직방향으로 분산시킴으로써 수평방향으로의 팽창을 억제하는 방법이 있지만, 이러한 방법은 강한 장력에 견딜 수 있도록 마스크 프레임의 강성을 더욱 증대시켜야 할 필요가 있으며, 이로 인해 프레임의 중량이 증대되는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해, 일본국 특개평2000-182530호는 수직방향으로 인장 지지된 텐션 마스크를 구비하고, 상기 텐션 마스크가 수직방향으로 장경을 갖는 다수의 슬롯과, 인접한 슬롯 사이의 스트립을 갖고, 상기 스트립의 표리면(표면 및 이면을 말한다)에, 수직방향으로 긴 길이를 갖는 홈을 형성한 컬러 음극선관을 개시하고 있다.

이러한 구성의 컬러 음극선관은 표리면에 홈이 제공된 것에 의해 열팽창시 수평방향 단면이 물결 형상으로 되기 때문에 수평방향의 열팽창 누적량이 저감되고, 텐션 마스크의 슬롯 위치 이탈이나 주름 발생에 의한 색 어긋남을 회피하는 것이 가능하다. 또한, 홈을 설치한 부분만큼 스트립의 단면적이 작아지기 때문에, 동일한 전체 장력을 인가한 경우 홈을 설치하지 않은 텐션 마스크에 비해 단위 면적당의 응력을 보다 강하게 할 수 있으며, 단위 면적당의 응력을 동일하게 한 경우에는 홈을 설치하지 않은 텐션 마스크에 비해 마스크 전체에 인가하는 장력을 작게 설정하는 것이 가능하므로 프레임의 경량화가 가능한 장점이 있다.

그런데, 상기 홈을 갖는 텐션 마스크는 스트립의 전면(全面)에서 홈의 비율(홈 폭 및 깊이)을 동일하게 유지하고 있으므로, 유효부 전체에서 인가된 장력의 중앙과 주변의 분포가 균일하게(flat tension) 형성된다. 따라서, 이러한 구조의 텐션 마스크는 원하는 텐션 분포를 구현하기가 어려우며, 이로 인해 진동에 취약한 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마스크 프레임의 중량 증가를 초래하지 않으면서도 텐션 마스크의 진동을 효과적으로 억제하는 컬러 음극선관의 마스크 조립체를 제공함을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 마스크 조립체를 갖는 컬러 음극선관의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 마스크 조립체의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 텐션 마스크의 평면도.

도 4는 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 일부 단면도.

도 5는 도 4의 변형 실시예를 나타내는 단면도.

도 6은 도 5의 실시예에 따른 텐션 마스크를 갖는 마스크 조립체의 중앙 대비 주변의 텐션 분포를 나타내는 도면.

도 7은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 일부 단면도.

도 8은 도 7의 변형 실시예를 나타내는 일부 단면도.

도 9는 도 7의 다른 변형 실시예를 나타내는 일부 단면도.

상기한 본 발명의 목적은,

전자총에서 방출된 전자빔을 통과시키거나 차단하는 유효부와, 이 유효부를 둘러싸는 장변측 및 단변측 무효부를 구비하며, 수직방향으로 인장되는 텐션 마스크와;

상기 텐션 마스크의 인장 상태를 유지하면서 구조적 강도를 보강하는 마스크프레임;

을 포함하며,

상기 유효부는 수직방향으로 장경을 갖는 슬롯들과, 상기 슬롯들의 사이 공간에 배치되는 스트립과, 상기 슬롯들을 구획하도록 스트립을 수평방향으로 연결하는 리얼 브리지들을 구비하고, 상기 텐션 마스크의 수평방향으로 관축방향 중심을 포함하는 중앙 유효부 또는 이 중앙 유효부 좌우측의 주변 유효부 중에서 어느 일측으로 상기 전자총에 대면하는 스트립의 일면에는 스트립의 체적을 감소시키기 위한 에칭 홈들이 제공되는 마스크 조립체에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 리얼 브리지의 폭을 조정하지 않더라도, 즉 리얼 브리지를 마스크의 전면(全面)에서 동일한 수직 피치로 형성하더라도 상기 에칭 홈들이 어느 지점에 제공되는 가에 따라 중앙 대비 주변의 텐션 분포를 "A"자형 또는 "U"자형으로 형성할 수 있다.

다시 말하면, 에칭 홈들을 주변 유효부에 제공한 경우에는 마스크의 주변 유효부 체적이 중앙 유효부 체적에 비해 감소되므로, 중앙 대비 주변의 텐션 분포를 "A"자형으로 구성할 수 있다. 그리고, 에칭 홈들을 중앙 유효부에 제공한 경우에는 마스크의 중앙 유효부 체적이 주변 유효부 체적에 비해 감소되므로, 중앙 대비 주변의 텐션 분포를 "U"자형으로 구성할 수 있다.

이러한 구성의 본 발명에 의하면, 유효부 전체에서 인가된 장력의 중앙과 주변의 분포가 균일하게(flat tension) 형성된 텐션 마스크에 비해 진동 특성이 향상된다.

본 발명을 실시함에 있어서, 에칭 홈들을 주변 유효부에 제공한 경우에는 단변측 무효부쪽의 에칭 홈들이 관축방향 중심쪽의 에칭 홈들보다 증가된 폭 및/또는 깊이를 갖도록 하여 "A"자형 텐션 분포를 더욱 효과적으로 형성할 수 있고, 상기 에칭 홈들을 중앙 유효부에 제공한 경우에는 관축방향 중심쪽의 에칭 홈들이 주변 유효부쪽의 에칭 홈들보다 증가된 폭 및/또는 깊이를 갖도록 하여 "U"자형 텐션 분포를 더욱 효과적으로 형성할 수도 있다.

그리고, 중앙 유효부 또는 주변 유효부에 제공된 상기 에칭 홈들의 폭은 홈 수평 피치의 30∼70%의 범위 내에서 형성하는 것이 바람직하며, 상기 에칭 홈들의 깊이는 스트립 두께의 30∼70%의 범위 내에서 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 인접한 스트립을 연결하지 않는 더미 브리지들을 상기 리얼 브리지에 의해 구획된 슬롯에 제공할 수도 있으며, 상기 에칭 홈들은 수직방향으로 길게 형성될 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크 조립체를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 마스크 조립체가 설치된 컬러 음극선관의 단면도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 마스크 조립체의 사시도를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 관계된 컬러 음극선관(10)은 패널(12)과 펀넬(14)로 진공 용기를 구성하고 있다. 패널(12)의 내부에는 형광막 스크린(12')과 일정한 간격을 두고 마스크 조립체(16)가 설치되며, 펀넬(14)의 넥부(14')에는 3줄기의 전자빔(B)을 방출하는 전자총(18)이 내장된다.

상기 마스크 조립체(16)는 색 선별 전극으로서 작용하는 텐션 마스크(20)와, 텐션 마스크(20)를 지지하는 마스크 프레임(22)과, 마스크 프레임(22)을 패널(12)에 고정하는 도시하지 않은 다수개의 스프링 조립체를 포함하며, 상기 프레임(22)은 수직방향(Y축방향)으로 텐션이 인가된 텐션 마스크(20)의 장변부와 마주하도록 배치되는 한쌍의 지지부재(24,24')와, 이들 지지부재(24,24')를 일정 간격으로 유지하는 한쌍의 강성부재(26,26')로 구성된다.

이때, 상기 지지부재(24,24')는 음극선관의 스크린면(12')의 곡률에 근거하여 직선상으로 형성되거나 소정의 곡률을 갖도록 벤딩될 수 있다.

그리고, 상기 텐션 마스크(20)는 박판을 일정한 패턴으로 식각하는 것에 의해 제조되는 것으로, 상기 식각에 의해 형성된 텐션 마스크(20)에는 전자총에서 방출된 전자빔이 통과되는 유효부(28)가 제공되고, 이러한 유효부(28)는 상호 소정 간격 이격되어 슬롯(slot :28a)을 형성하는 복수의 스트립(28b)과, 인접하는 스트립(28b)을 상호 연결하는 복수의 리얼 브리지(real bridge :28c)와, 리얼 브리지(28c)에 의해 구획된 슬롯에 제공되며 인접하는 스트립과 서로 연결되지 않는 복수의 더미 브리지(dummy bridge :28d)를 포함한다.

그리고, 유효부(28)의 가장자리에는 유효부(28)에 작용하는 응력을 분산시킴과 동시에 취급성을 향상시키기 위해 장변측 무효부(30a)와 단변측 무효부(30b)를 포함하는 무효부(30)가 제공된다.

이때, 상기 리얼 브리지(28c)는 유효부(28)의 전면(全面)에 있어서 동일한 수직피치(Pv)로 형성된다.

따라서, 이러한 구성의 텐션 마스크(20)는 가압력을 변화시키는 것만으로는 바람직한 텐션 분포, 즉 중앙 대비 주변이 큰 "U"자형 텐션 분포 또는 주변 대비 중앙이 큰 "U"자형 텐션 분포를 구현하기가 어렵다.

이에, 본 발명은 슬롯(28a)을 형성하는 스트립(28b)에 하프 에칭에 의한 에칭 홈(28e)을 형성하여 체적률을 변화시킴으로써 상기한 텐션 분포를 구현하는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 상기 에칭 홈(28e)은 장력이 인가되는 방향, 즉 수직방향(Y축방향)으로 길게 형성된다.

이때, 주의할 점은 상기 에칭 홈(28e)을 텐션 마스크(20)의 양면 중에서 전자총(18)에 대면하는 일면에만 형성한다는 것이다. 만약 에칭 홈(28e)을 스크린(12')에 대면하는 일면에 형성하는 경우에는 슬롯(28a)과 에칭 홈(28e)의 형상이 스크린(12')측으로 콘부가 형성되는 모양이 되므로, 인장 후 마스크(20)의 콘부 중심으로의 축소가 이루어져 슬롯(28a) 형상이 변형되기 때문이다.

도 3은 본 발명에 따른 마스크 조립체의 텐션 마스크를 도시한 것으로, 도시한 바와 같이, 중앙 유효부(A)는 관축방향 중심(O)을 통과하는 수직축(V-V)으로부터 수평방향으로 유효부(28)의 절반(1/2)에 해당하는 영역을 의미하고, 주변 유효부(B)는 중앙 유효부(A) 외측의 유효부 영역을 의미한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 3의 일부 단면도를 도시한 것이다.

텐션 마스크(20)는 주변 유효부(B) 영역 내의 스트립(28b) 이면, 즉 전자총에 대면하는 면에 하프 에칭에 의한 홈(28e)이 형성된다. 이때, 상기 에칭 홈(28e)의 수평 피치(Ph')는 슬롯(28a)의 수평 피치(Ph)에 따라일정하게(constant) 또는 가변(variable) 형성하고, 에칭 홈(28e)의 깊이(d)는 마스크 두께(t)의 30∼70%의 범위내에서 형성하며, 폭(w)은 홈(16)의 수평 피치(Ph')의 30∼70%의 범위내에서 형성한다. 여기에서, 에칭 홈(28e)의 깊이(d)를 상기와 같이 설정하는 것은, 홈의 깊이를 30% 이하로 한 경우에는 체적의 변화가 거의 발생하지 않기 때문이며, 상기 깊이를 70% 이상으로 한 경우에는 스트립(28b)이 관통될 가능성이 있기 때문이다. 물론, 상기 홈의 수평 피치(Ph')를 제한하는 이유도 홈 깊이를 제한하는 이유와 동일하다.

도 5는 도 4의 변형 실시예를 도시한 것이다.

본 실시예는 주변 유효부(B)에 있어서 단변측 무효부(30b)쪽의 에칭 홈들의 폭(w1)을 관축방향 중심쪽 에칭 홈들의 폭(w2)보다 크게 형성하고, 단변측 무효부(30b)쪽의 에칭 홈들의 깊이(d1)를 관축방향 중심쪽 에칭 홈들의 깊이(d2)보다 크게 형성한 것이다.

이러한 구성의 변형 실시예는 중앙 대비 주변의 텐션 분포를 "A"자형으로 더욱 효과적으로 형성할 수 있는 장점을 갖는다.

본 발명인의 실험에 의하면, 마스크의 두께(t)가 0.1mm이고 리얼 브리지의 수직 피치(Pv)가 1.02mm이며, 유효부(28)의 수평방향 길이의 절반이 200mm인 텐션 마스크의 주변 유효부(B)에 있어서, 관축방향 중심(O)쪽의 에칭 홈들은 0.010mm의 깊이(d2)와 0.030mm의 폭(w2)을 갖도록 형성하고, 단변측 무효부(30b)쪽의 에칭 홈들은 0.035mm의 깊이(d1)와 0.100mm의 폭(w1)을 갖도록 형성하며, 상기 에칭 홈들을 리얼 브리지의 수평 피치와 동일한 간격의 수평 피치(Ph')로 형성한 경우 하기의 표 1에 도시한 바와 같은 중앙 대비 주변의 텐션 분포를 얻을 수 있었다.

가압력(kgf/mm2)(중앙/주변)	측정 위치(mm)	텐션비(중앙/주변)
	0		50	100	150	200
340/240	0.131	0.131	0.127	0.108	0.084	1.47
300/200	0.134	0.136	0.141	0.140	0.105	1.27
200/200	0.124	0.122	0.126	0.130	0.099	1.25

도 6은 상기 표 1의 측정 데이터를 그래프로 나타낸 것으로, 이를 참조하면, 중앙 대비 주변의 텐션 분포가 진동 특성이 향상된 "A"자형으로 이루어짐을 알 수 있다.

이상에서는 에칭 홈의 폭 및 두께를 동시에 가변하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 홈의 폭 및 두께를 각각 가변하거나, 에칭 홈들을 동일한 폭 및 깊이로 형성하되, 한개의 스트립 이면에 형성되는 에칭 홈의 갯수를 가변하는 것도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당업자에게 자명하다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 3의 일부 단면도를 도시한 것이다.

본 실시예의 텐션 마스크는 하프 에칭에 의한 에칭 홈(28e)이 중앙 유효부(A)에 제공되는 것을 제외하고는 도 4의 실시예와 동일한 구성을 가진다.

이러한 구성의 텐션 마스크를 갖는 마스크 조립체는 중앙 대비 주변의 텐션 분포를 "U"자형으로 형성할 수 있으며, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 중앙 유효부(A)에 있어서 관축방향 중심쪽의 에칭 홈들의 폭(w1)을 주변 유효부(B)쪽 에칭 홈들의 폭(w2)보다 크게 형성하거나, 관축방향 중심쪽의 에칭 홈들의 깊이(d1)를주변 유효부(B)쪽 에칭 홈들의 깊이(d2)보다 크게 형성하여 "U"자형 텐션 분포를 더욱 효과적으로 형성할 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

즉, 본 발명은 관축방향 중심을 통과하는 수직축으로부터 유효부 까지의 거리를 X'라 할 때, 중앙 유효부를 수직축의 좌우쪽으로 (X'/3)에 해당하는 영역으로 설정하는 한편, 주변 유효부는 (X'/3∼2X'/3)의 영역으로 설정할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명은 하프 에칭에 의한 에칭 홈을 어느 영역에 형성하는가에 따라 원하는 중앙 대비 주변의 텐션 분포를 얻을 수 있으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명은 유효부의 특정 영역 이면으로 스트립에 하프 에칭에 의한 에칭 홈을 형성하여 중앙 대비 주변의 체적을 변화시킴으로써, 리얼 브리지의 폭의 변화 및 중량 증가를 수반하지 않으면서도 중앙 대비 주변의 원하는 텐션 분포를 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 하울링(howling)을 포함하는 텐션 마스크의 진동을 효과적으로 억제할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (11)

1. 전자총에서 방출된 전자빔을 통과시키거나 차단하는 유효부와, 이 유효부를 둘러싸는 장변측 및 단변측 무효부를 구비하며, 수직방향으로 인장되는 텐션 마스크와;

   상기 텐션 마스크의 인장 상태를 유지하면서 구조적 강도를 보강하는 마스크 프레임;

   을 포함하며,

   상기 유효부는 수직방향으로 장경을 갖는 슬롯들과, 상기 슬롯들의 사이 공간에 배치되는 스트립과, 상기 슬롯들을 구획하도록 스트립을 수평방향으로 연결하는 리얼 브리지들을 구비하고, 상기 텐션 마스크의 수평방향으로 관축방향 중심을 포함하는 중앙 유효부 또는 이 중앙 유효부 좌우측의 주변 유효부 중에서 어느 일측으로 상기 전자총에 대면하는 스트립의 일면에는 스트립의 체적을 감소시키기 위한 에칭 홈들이 제공되는 마스크 조립체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 에칭 홈들은 주변 유효부에 제공되는 마스크 조립체.
3. 제 2항에 있어서, 상기 단변측 무효부쪽의 에칭 홈들은 관축방향 중심쪽의 에칭 홈들보다 증가된 폭을 갖는 마스크 조립체.
4. 제 2항에 있어서, 상기 단변측 무효부쪽의 에칭 홈들은 관축방향 중심쪽의 에칭 홈들보다 증가된 깊이를 갖는 마스크 조립체.
5. 제 1항에 있어서, 상기 에칭 홈들은 중앙 유효부에 제공되는 마스크 조립체.
6. 제 5항에 있어서, 상기 관축방향 중심쪽의 에칭 홈들은 주변 유효부쪽의 에칭 홈들보다 증가된 폭을 갖는 마스크 조립체.
7. 제 5항에 있어서, 상기 관축방향 중심쪽의 에칭 홈들은 주변 유효부쪽의 에칭 홈들보다 증가된 깊이를 갖는 마스크 조립체.
8. 제 3항 또는 제 6항에 있어서, 상기 에칭 홈들의 폭은 홈 수평 피치의 30∼70%의 범위로 이루어지는 마스크 조립체.
9. 제 4항 또는 제 7항에 있어서, 상기 에칭 홈들의 깊이는 마스크 두께의 30∼70%로 이루어지는 마스크 조립체.
10. 제 2항 또는 제 5항에 있어서, 상기 리얼 브리지에 의해 구획된 슬롯에는 인접한 스트립을 연결하지 않는 더미 브리지들이 제공되는 마스크 조립체.
11. 제 2항 또는 제 5항에 있어서, 상기 에칭 홈들은 수직방향으로 길게 형성되는 마스크 조립체.