KR20030092339A - 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음극선관을 구성하는 새도우 마스크에 관한 것으로, 음극선관용 새도우 마스크에 있어서, 상기 새도우 마스크의 슬롯의 형상에서 수직 방향으로 1/2 지점의 가로 폭을 Sw라 할 때, 주변부에서의 슬롯은 그 오목부의 정점을 지나는 가상의 수직선으로부터 상기 폭 선을 기준으로 각각 상하측에 형성된 돌출부까지의 수평 거리를 M, N 이라 하고, 상기 오목부의 반대측에 형성된 만곡 돌출부의 정점을 지나는 가상의 수직선으로부터 상기 돌출부측 방향으로 기울어진 각도를 각각 P, Q 라고 할 때, 식

Description

새도우 마스크의 슬롯 형상 구조{STRUCTURE OF SLOT FEATURE FOR SHADOW MASK}

본 발명은 음극선관을 구성하는 새도우 마스크에 관한 것으로, 특히 패널의 후면에 형성된 스크린 상에 투영되는 전자빔의 형상을 일정하게 함으로써 타색여유도 및 휘도 등의 특성을 향상시킬 수 있는 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 상기 새도우 마스크는 텔레비젼이나 모니터등에 사용되는 브라운관의 내부에 포함되어 전자총에서 발생된 전자빔을 상기 스크린 상의 원하는 형광체면에 안착되도록 하는 색선별의 기능을 수행한다.

상기 컬러 음극선관은, 도 1에 도시된 바와 같이, 패널(1)이라고 하는 전면 유리와 펀넬(2)이라고 하는 후면 유리가 결합되고, 그 내부에는 소정의 발광 역할을 하는 형광체면(4)과, 이 형광체면을 발광시키는 전자빔(6)의 근원인 전자총(10)과, 소정의 형광체면을 발광시키도록 색을 선별해주는 새도우 마스크(3)와, 이를 지지하는 프레임(7)으로 되어 있다.

또 상기의 프레임 어셈블리를 패널(1)에 결합되도록 해주는 스프링(8)과 음극선관이 동작 중 외부 지자기의 영향을 적게 받도록 해주는 인너쉴드(9)가 프레임에 결합되어 고진공으로 밀폐되어 있다.

여기에서 상기 음극선관의 동작 원리를 설명하면 펀넬(2)의 네크부(미부호)에 내장된 전자총(10)에서 전자빔(6)이 음극선관에 인가된 양극 전압에 의해서 패널(1)의 내면에 형성되어 있는 형광체면(4)을 타격하게 되는데, 이때 이 전자빔(6)은 형광체면(4)에 도달하기 전 편향 요크(5)에 의해서 상하, 좌우로 편향되어 화면을 완성하게 된다.

그리고, 전자빔(6)이 정확히 소정의 형광체면(4)을 타격하도록 그 진행 궤도를 수정해 주는 2, 4, 6극의 마그네트(11)가 있어서 색순도의 불량을 방지해 준다.

그리고, 상기 패널(1)과 펀넬(2)의 접합부는 그 접합성의 보강을 위해 보강밴드(12)가 그 외주면에 결합된다.

상기 패널(1)의 내면의 형광체면(4)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 스트라이프 형태로 각각 흑연띠(4a)와 적(R), 녹(G), 청(B)의 형광체(4b)가 도포되어 형성된다.

상기 새도우 마스크(3)는 패널(1)의 내면으로부터 일정한 간격을 유지하면서 돔 형상을 하고 있는데, 그 구조를 살펴 보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙 부분에 스트라이프 형태의 슬롯(3a)이 다수 형성되어 있는 유효면부(3a)와, 상기 유효면부(3a)를 둘러싸면서 상기 슬롯(3a)이 다수 형성되어 있지 않은 주변부(3c)와, 상기 주변부(3c)의 최외곽 부분에서 상기 주변부(3c)와 거의 수직 방향으로 절곡되어 있는 마스크 스커트부(미도시)로 구성되어 있다.

또한, 상기 새도우 마스크(3)는 두께가 약 0.1~0.3mm 정도이다.

그리고, 상기 새도우 마스크(3)의 유효면(3b)에는 전자빔(6)이 통과하는 구멍으로서 다수의 슬롯(3a)이 소정의 배열로 형성되어 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 전자빔(6)은 상기 새도우 마스크(3)의 일측면에 형성된 슬롯(3a)을 관통하여 형광체면(4)에 맺히게 된다.

따라서, 상기 각각의 전자빔(6)이 상기 새도우 마스크(3)를 통과하여 패널(1)의 형광체면(4)을 타격함에 있어서 상기 형광체면(4)에 형성되는 상기 전자빔(6)의 형상은 마스크 슬롯(3a)의 형상을 닯게 된다.

즉, 상기 새도우 마스크(3)의 슬롯(3a)을 관통하기 전의 전자빔(6)의 형상은 대략 그 단면으로 볼 때 원형에 가까우며, 통과된 후 상기 형광체면(4)에 맺히는 전자빔(6) 형상의 단면은 상기 슬롯(3a)의 형상에 따라 형성된다(도 6b, 6d 참조).

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 종래 음극선관에서는 편향된 전자빔(6)이 상기 새도우 마스크(3)에 입사되는 각도(θ1)가 직각에 가까우나, 평면 타입 음극선관에서는 편향된 빔이 마스크에 입사되는 각도(θ2)가 작아지게 된다.

이에 따라, 상기 패널(1)에 형성되는 전자빔(6)의 형상은 편향되는 각도와 상기 새도우 마스크(3)와 패널(1) 내측면 사이의 거리 및 상기 편향 요크(5)와 새도우 마스크(3) 사이의 거리에 따라 상기 새도우 마스크(3)의 일측면에 형성된 슬롯(3a) 형상과 다르게 나타나며, 상기 전자빔(6)의 좌우 형상이 일치하지 않게 된다.

또한, 이러한 현상은, 도 6a, 6b, 6c 및 6d에 도시된 바와 같이, 스크린 상 전체에 나타나는 현상은 아니며 중심에서 멀어질수록 현상이 심화되는 것이 일반적이다. 도 6a 및 6c는 상기 새도우 마스크(3)의 중앙부 및 주변부에서 동일하게 형성된 슬롯(3a)형상이고, 도 6b는 상기 형상에 따라 상기 형광체면(4)의 중앙부에맺힌 전자빔(6)의 형상이며, 도 6d는 상기 형상에 따라 상기 형광체면(4)의 주변부에 맺히는 전자빔(6)의 형상이다.

한편, 상기 컬러 음극선관은 시각적 피로도 저하를 막기 위해 패널 외면이 곡면에서 평면으로 평면화되어 가고 있고, 상기 컬러 음극선관 사용의 다양화로 인해 다양한 모드의 주파수를 적용할 수 있는 미세 피치로 고급화되고 있는 추세이다.

이에 따라, 상기 패널(1)의 내면 곡률이 종래 일반 대형구 음극선관에 비하여 평편해지며 상기 새도우 마스크(3) 곡률 역시 평편해지는 추세이다.

따라서, 곡률이 평편해지면서 스크린의 주변부로 갈수록 전자빔(6)의 입사각이 점차 예각으로 바뀌어 감에 따라 상기 새도우 마스크(3)의 슬롯(3a) 형상과 이를 통과한 전자빔(6)이 상기 패널(1)의 내측면에 투영된 후에는 상기 전자빔(6)의 형상이 왜곡되는 현상이 발생한다.

또한, 편향 요크 체결 및 랜딩 보정의 일련 작업과 같은 제조 공정에 있어서도, 상기 전자빔(6) 형상의 왜곡으로 인하여 작업자들이 육안으로 판정하는 랜딩 수준과 실제 랜딩값의 차이가 발생함으로써 해당 작업 시간의 증대로 공정 시간이 늘어나며 작업 수준 역시 저하된다(도 7 참조).

도 7에서, 참조 부호 6a는 상기 형광체면(4)위에 안착되는 상기 새도우 마스크(3)를 통과한 전자빔(6)의 형상을 나타낸 것이며, 참조 부호 20은 그 전자빔(6)의 일부가 상기 형광체면(4)을 구성하고 있는 흑연띠(4a)에 흡수된 후의 형상을 나타낸 것이다. 이에서 보면, 좌/우에 투과된 전자빔(6a)의 형상이 중심부에 대하여바깥쪽이 원호 형상을 나타냄으로 인해 상기 제조 공정 시 작업자들이 그 실제 랜딩값을 오판하게 되는 문제점을 갖는 것이었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 일본 특허 특개평 2-86027는 각 슬롯의 형상에 있어서, 상기 새도우 마스크의 주변부를 향한 방향쪽으로 절개부를 더 형성하여 상기 문제점을 해결하고자 하였지만, 그 역시 상기 새도우 마스크의 중심부측을 통과하여 스크린에 조사되는 전자빔의 형상이 완전한 직선 형태를 이루지 못하는 문제점이 발생되었다.

상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위한 본 발명의 목적은 전자빔의 궤적에 따른 입사각에 따라 슬롯 형상을 최적화하여 스크린에 투영되는 빔의 형상을 최적화하여 여유도, 휘도 등 음극선관의 품질적 특성 향상 및 제조 공정상의 난이점을 개선하는데에 있다.

도 1은 일반적인 음극선관을 도시한 부분 단면도.

도 2는 패널의 내면에 도포되는 형광체면과 흑연띠를 도시한 개략 평면도.

도 3은 일반적인 음극선관의 새도우 마스크를 나타낸 개략 평면도.

도 4는 일반적인 음극선관의 내부에서 편향되는 전자빔의 운동을 나타낸 개략도.

도 5는 음극선관의 내부에서 패널의 두께에 따라 입사되는 전자빔의 각이 다른 것을 나타낸 개략도.

도 6a는 종래 새도우 마스크의 중앙부에 형성된 슬롯을 나타낸 개략도.

도 6b는 도6a의 슬롯을 투과하여 형광체면 위에 나타나는 전자빔의 형상을 도시한 개략도.

도 6c는 종래 새도우 마스크의 주변부에 형성된 슬롯을 나타낸 개략도.

도 6d는 도6c의 슬롯을 투과하여 형광체면 위에 나타나는 전자빔의 형상을 도시한 개략도.

도 7은 형광체면 위에 투과되어 형성되는 전자빔의 형상과 실제 화면상에서 볼 수 있는 전자빔의 형상을 도시한 개략도.

도 8a는 본 발명 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조가 적용된 새도우 마스크를 도시한 개략도.

도 8b는 도 8a의 슬롯들을 투과한 전자빔의 형상을 나타낸 개략도.

도 9는 본 발명 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조가 적용되는 새도우 마스크의 좌표를 설정한 개략도.

도 10은 상기 주변부의 슬롯을 확대하여 도시한 개략도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

3 : 새도우 마스크3a : 새도우 마스크 중앙부의 슬롯

3b, 3c : 새도우 마스크 주변부의 슬롯

6b : 투과된 전자빔의 형상

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 음극선관용 새도우 마스크에 있어서, 상기 새도우 마스크의 슬롯의 형상에서 수직 방향으로 1/2 지점의 가로 폭을 Sw라 할 때, 주변부에서의 슬롯은 그 오목부의 정점을 지나는 가상의 수직선으로부터 상기 폭 선을 기준으로 각각 상하측에 형성된 돌출부까지의 수평 거리를 M, N 이라 하고, 상기 오목부의 반대측에 형성된 만곡 돌출부의 정점을 지나는 가상의 수직선으로부터 상기 돌출부측 방향으로 기울어진 각도를 각각 P, Q 라고 할 때, 식을 만족하는 마스크 슬롯이하나 이상 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 슬롯 형상구조가 제공된다.

이하, 본 발명 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조를 첨부도면에 따라 설명하면다음과 같다.

도 8a는 본 발명 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조가 적용된 새도우 마스크를 도시한 개략도이고, 도 8b는 도 8a의 슬롯들을 통과한 전자빔(6)의 투영된 형상을나타낸 개략도이다.

상기 새도우 마스크(3)는 그 중앙부에 장방형의 중앙부 슬롯(3a)이 형성되고, 상기 중앙부로부터 멀어지는 주변부에는 상기 전자빔(6)이 상기 새도우 마스크(30)를 통과 시 왜곡되는 형상을 감안한 다수개의 슬롯들(3b)(3c)이 형성된다.

일반적으로, 상기 전자빔(6)의 형상은 주변부로 갈수록 입사방향에 대하여 그 가운데가 크게 왜곡된다.

즉, 본 발명은, 종래 도 6a, 6c 에서와는 달리, 중앙부와 주변부에서 형성되는 슬롯의 형상(3a)(3b)(3c)들을 다르게 형성하여, 상기 형광체면(4)에 맺히는 전자빔(6b)의 형상이 전자빔의 입사각에 상관없이 맺히는 전자빔의 좌우 모양이 일직선이 되도록 한 것이다.

이것은 새도우 마스크(3)의 슬롯 형상에 중점을 두던 기존의 개념에서 스크린에 맺히는 전자빔의 형상에 중점을 두어 이상적인 새도우 마스크 슬롯 형상을 구현하고자 하는 것이다.

이하, 상기 주변부의 슬롯들(3b)(3c)에 대하여 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조가 적용되는 새도우 마스크(3)의 좌표를 설정한 개략도이고, 도 10은 상기 주변부의 슬롯(3b)(3c)을 확대하여 도시한 개략도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 새도우 마스크(3)의 슬롯(3b)(3c)의 형상에서 수직 방향으로 1/2 지점의 가로 폭을 Sw라 할 때, 상기 주변부에서의 슬롯(3b)(3c)은 그 오목부(30)의 정점을 지나는 가상의 수직선으로부터 상기 폭(Sw)선을 기준으로 각각 상하측에 형성된 돌출부(31)까지의 수평 거리를 M, N 이라 하고, 상기 오목부(30)의 반대측에 형성된 만곡 돌출부(32)의 정점을 지나는 가상의 수직선으로부터 상기 돌출부(31)측 방향으로 기울어진 각도를 각각 P, Q 라고 정의한다.

이 때, 상기 주변부에서 슬롯(3b)(3c)의 형상을 정의하는 상기 각 M, N, P, Q 값은 하기의 식을 만족하도록 한다.

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또한, 도 10 에서와 같이,상기 슬롯(3a)(3b)(3c)들이 위치하는 좌표를 X(수평)- Y(수직) 좌표계로 표현할 때, 상기 각 M, N, P, Q 값은 하기의 식을 만족하도록 한다.

------- (2)

------ (3)

또한, 바람직하게는 주변으로 갈수록 입사각이 더 작아짐으로 인하여 상기 M, N, P, Q 값은 그 크기의 점진성을 가짐이 바람직하다.

한편, 상기 새도우 마스크의 슬롯 크기는 대부분 중앙부 보다 주변부를 크게 설계한다.

그리고, 상기 새도우 마스크의 슬롯 크기는 대체로 0.15∼0.25mm이다.

또한, 전자빔(6)이 상기 새도우 마스크(3)에서 왜곡되는 크기는 통상 마스크 슬롯 크기의 10% 내외이므로 상기 M, N 값은 새도우 마스크의 슬롯 크기를 고려할 때 0.033mm를 넘지 않는 것이 바람직하다.

즉, 0.033mm 이상이 될 때는 빔 형상에서 바깥쪽이 일직선이 아니라 가운데 부분이 오히려 오목해질 우려가 있기 때문이다.

상기 P, Q의 각도 역시 같은 맥락에서 45도 이내가 바람직하다.

그리고, 상기 새도우 마스크(3)의 크기는 현재 평면화되고 대형화되는 추세에 있음으로, 상기 새도우 마스크(3)의 대각선 길이가 490mm 이상인 경우에 상기의 관계식들은 더욱 바람직할 것이다.

그리고, 상기 주변부의 슬롯(3b)(3c)들은 상기 새도우 마스크(3)의 중심에 대하여 상호 대칭성을 갖는 형상으로 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 대칭성은 상기 새도우 마스크의 중심에 대하여 장변축 방향으로 형성됨이 바람직하다.

이하, 본 발명 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조의 효과에 대하여 설명한다.

본 발명은 음극선관에 있어서 새도우 마스크의 슬롯 형상을 제한함으로써 스크린 상에 맺히는 전자빔의 형상을 최적화하여 기존 스크린 상에서의 전자빔 형상의 왜곡을 방지하여 이상적인 빔 형상을 구현할 수 있는 효과를 갖게 된다.

또한, 스크린의 위치별 전자빔 형상이 동일함은 물론이며, 주변부에서 좌우측의 전자빔 형상이 세로 방향으로 일직선을 유지할 수 있음으로 인하여 전자빔의 퓨리티 여유도의 증대와 휘도 특성이 향상되며 이로 인한 전반적인 색재현의 품질을 높일 수 있는 효과를 갖게 된다.

또한, 제조 공정상 작업성을 향상시켜 공정 시간 및 품질을 동시에 높일 수 있는 효과를 갖게 된다.

Claims (7)

1. 음극선관용 새도우 마스크에 있어서, 상기 새도우 마스크의 슬롯의 형상에서 수직 방향으로 1/2 지점의 가로 폭을 Sw라 할 때, 주변부에서의 슬롯은 그 오목부의 정점을 지나는 가상의 수직선으로부터 상기 폭 선을 기준으로 각각 상하측에 형성된 돌출부까지의 수평 거리를 M, N 이라 하고, 상기 오목부의 반대측에 형성된 만곡 돌출부의 정점을 지나는 가상의 수직선으로부터 상기 돌출부측 방향으로 기울어진 각도를 각각 P, Q 라고 할 때, 하기의 식을 만족하는 마스크 슬롯이 하나 이상 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조.
2. 제 1 항에 있어서, X축상 Xo의 상기 M, N 값이 Mo, No이고, 상기 P, Q 값이 Po, Qo이며, X축 상의 X1의 M, N 값이 M1, N1이고 P, Q 값이 P1, Q1일 때, 상기 주변부에서의 슬롯은 하기의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조.
3. 제 1 항에 있어서, Y축상 Yo의 M, N 값이 Mo, No이고 P, Q 값이 Po, Qo이며,Y축 상의 Y1의 M, N 값이 M1, N1이고 P, Q 값이 P1, Q1일 때, 상기 주변부에서의 슬롯은 하기의 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조.
4. 제 2항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 M, N, P, Q의 크기가 하기의 식을 만족하는 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조.
5. 제 1항에 있어서, 상기 음극선관의 유효화면의 대각선 길이 D는 하기의 식을 만족하는 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 주변부의 슬롯들은 상기 새도우 마스크의 중심에 대하여 상호 대칭성을 갖는 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 대칭성은 상기 새도우 마스크의 중심에 대하여 장변축 방향으로 형성됨을 특징으로 하는 새도우 마스크의 슬롯 형상 구조.