KR20030095244A - 컬러 음극선관에 사용하는 진동 흡수 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 프레임(19) 위에 놓인 컬러 선택 마스크(8)를 포함하는 컬러 음극선관에 관한 것으로, 상기 프레임은 적어도 두 개의 반대 측면에, 마스크와 프레임의 대향하는 표면 사이에 기계적인 틈새를 갖는 연결부를 통해 프레임의 표면에 연결된 두 개의 덩어리(51)를 포함하는 유형인, 마스크의 진동을 감쇠시키는 수단을 포함한다.

Description

컬러 음극선관에 사용하는 진동 흡수 디바이스{VIBRATION ABSORBER DEVICE FOR COLOUR CATHODE-RAY TUBE}

본 발명은 컬러 음극선관용 마스킹 디바이스(masking device)에 관한 것이다. 본 발명은 컬러 선택 마스크를 구비한 어떠한 유형의 음극선관(tube)에도 적용 가능하고, 이와 동일하게, 압착(pressing)에 의해 형성된 다음 용접을 통해 지지 프레임에 고정된 마스크처럼, 마스크가 프레임 (마스크가 고정되어 있는)에 의해 인장되어 고정된 음극선관에도 매우 적합하다.

종래의 음극선관은 음극선관의 유리 전면의 안쪽으로부터 정확한 일정 거리에 위치한 컬러 선택 마스크를 구비하고, 이 음극선관의 전면에는 스크린을 형성하기 위해 적색, 녹색 및 청색 인광체 배열(phosphor array)이 증착되어 있다. 마스크는 그 중앙부에 복수의 구멍 또는 슬롯(slot)이 뚫려있는 금속판으로 구성된다. 이 음극선관의 안쪽, 그 후방부에 위치한 전자총은 전면 방향으로 향하는 세 개의 전자빔을 생성한다. 대체로 이 음극선관의 바깥쪽에 위치하고 전자총에 인접한 전자기적 편향 디바이스는 인광체 배열이 놓여있는 스크린 표면을 전자빔이 주사할 수 있도록 하기 위해 전자빔을 편향시키는 역할을 한다. 그 각각이 특정 원색에 해당하는 전자빔의 영향하에서, 인광체 배열은 스크린 위에 상이 재현될 수 있도록 하며, 마스크는 각각의 특정한 빔이 해당 컬러의 인광체만을 조명하도록 한다.

컬러 선택 마스크는 음극선관이 작동하는 동안 음극선관 내부의 정확한 위치에 놓여 고정되어야 한다. 마스크를 고정시키는 기능은 보통 매우 단단한 직사각형의 금속 프레임에 종래의 방법으로 마스크를 용접함으로써 달성된다. 프레임/마스크 조립체는, 보통 프레임에 용접되어 있고 음극선관의 전면을 형성하는 유리에 삽입된 탭(tab)과 함께 작동하는 현가 수단(suspension means)을 통해 음극선관 전면 내부에 장착된다.

음극선관의 현재 추세는, 완전 평면 추세에 따라 음극선관의 전면이 점차 편평해진다는 점이다. 전면이 이와 같은 음극선관을 생산하는 것은 적어도 한 방향으로 인장되어 고정된 편평한 마스크를 사용하는 기술을 필요로 한다. 이러한 구조들은 예를 들어 미국 특허 제 4 827 179호에 기술되어 있다.

보다 일반적으로, 마스크는 압착을 통해 성형될 수 있고, 다음으로 개구부가 뚫린 그 표면은 음극선관 유리 전면의 내부 곡률을 따르기 위해 약간 휘어져 있다. 개구부가 뚫린 표면과 수직이 되도록 성형된 마스크의 주변 스커트(peripheral skirt)는 보통 지지 프레임의 에지에 용접되어 있다.

컬러 선택 마스크는 매우 얇은 금속판으로 구성되기 때문에, 이것이 인장되도록 두는 것은 음극선관이 작동하는 동안 상기 마스크의 진동 형태의 간섭(interference)을 일으킬 수 있다. 외부적인 충격이나 기계적인 진동(예를 들어, 음극선관이 삽입되어 있는 텔레비전 세트의 스피커에 의한 음향 진동)의 효과로, 마스크는 그 고유 공명 주파수에서 진동하기 시작할 수 있다. 마스크의 진동은 전자빔이 음극선관의 스크린에 도달하는 영역을 변화시키고, 그 후 각 빔의 충돌 지점은 관련 인광체 배열에 대해 오프셋(offset)되어, 스크린에 재현되는 상의 색편이(discolouration)를 생성한다.

이러한 현상은 압착에 의해 형성된 마스크에 대해서도 일어날 수 있는데, 그 이유는 사실상 편평한 표면이 음극선관의 조건에 의해 발생하는 진동 현상의 영향을 받지 않을 정도로 충분한 기계적인 강성(rigidity)을 갖지 않기 때문이다.

미국 특허 제 4 827 179호는 마스크의 한 면에 마스크의 진동을 감쇠시키는 추가 수단을 제안한다. 이러한 수단은 기존이 방식대로 개구부가 뚫려있지 않은 마스크의 주변부에 놓여있다. 그러나, 이 특허에 사용된 감쇠 디바이스(damping device)는 실행하기 어려운 복잡한 구조를 갖는다. 이러한 디바이스는 마스크가 일단 프레임에 고정되면 마스크 표면에 설치되어야 하는데, 그 이유는 개구부가 뚫려 있고 마스크를 형성하는 얇은 금속판의 부서지기 쉬운 성질(fragility) 때문에 마스크가 프레임에 조립되기 전 이러한 추가 부품을 설치하는 것이 불가능하기 때문이다. 그러나, 여기서 다시 한번, 마스크의 부서지기 쉬운 성질은 그 표면에 감쇠 수단을 용접하는 문제점을 안겨줄 수 있다. 즉, 마스크 표면에 대한 임의의 최종 변형은 마스킹 디바이스 완제품의 불합격품을 초래할 수 있다. 또한, 마스크 에지에 감쇠 요소를 용접시, 용접 스퍼터(welding sputter)가 일어나고 마스크 중심 표면의 구멍을 막아서, 이는 또한 전체 마스킹 디바이스가 거부되도록 할 것이다.

본 발명의 목적은, 마스크 표면을 훼손하지 않으면서 설치하기 쉽고, 압착에 의해 성형된 마스크 구조에 관해 인장된 마스크 구조에도 동일하게 적합한, 간단하면서 저렴한 감쇠 수단을 포함한 컬러 음극선관용 마스킹 디바이스를 포함하는 음극선관을 제공하는 것이다.

도 1은 그 일부가 절개되도록 도시된 본 발명에 따른 음극선관을 나타내는 도면.

도 2는 진동 감쇠 장치가 없는 종래 기술에 따라 인장되는 프레임/마스크 조립체를 도시한 도면.

도 3은 종래 기술에 따른 진동 감쇠용 디바이스의 일 실시예를 나타낸 사시도.

도 4는 진동된 인장 마스크 표면의 변위 프로파일(displacement profile)을 나타낸 도면.

도 5와 도 6은 서로 다른 본 발명의 실시예를 나타낸 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

7: 프레임의 짧은 측면 7A: 플랜지(flange)

8: 컬러 선택 마스크 9: 프레임의 긴 측면

51: 평형6면인 두 개의 덩어리 52: 금속 핀

53: 오리피스 54: 헤드

56: 러그(lug)

이를 위해, 본 발명에 따른 음극선관은,

실질적으로 직사각형인 지지 프레임에 고정될 수 있도록 적합하게 되어 있는 금속판의 형태로, 한 쌍의 짧은 평행 측면과 한 쌍의 긴 평행 측면을 포함하고, 프레임/마스크 조립체는 음극선관의 유리 전면 내부에 놓여있는, 컬러 선택 마스크와,

프레임의 적어도 한 쌍의 평행 측면의 각 측면에 놓여있는, 프레임/마스크 조립체의 진동을 감쇠시키는 수단을 포함하고,

상기 감쇠 수단은, 이 감쇠 수단이 덩어리(mass)와 프레임의 대향 표면(facing surface) 사이에 기계적인 틈새(mechanical clearance)를 갖는 연결부(connection)를 통해 프레임의 측면에 연결된 적어도 하나의 덩어리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다음의 상세한 설명과 도면을 통해 보다 잘 이해될 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음극선관(1)은 실질적으로 편평한 타일(2)과 주변 스커트(3)를 포함한다. 타일은 유리 프릿 실(glass frit seal)을 통해 깔때기(4) 모양인 음극선관의 후방부에 연결된다. 말단부(5)는 전자총(6)을 둘러싸고, 이 전자총의 빔은 이 경우, 예를 들어 프레임(19)의 긴 측면(9) 사이에 인장되어 편평한 컬러 선택 마스크(8)를 통해 발광 인광체 스크린(13)을 조명한다. 프레임/마스크 조립체용 금속 지지체는 이 조립체를 음극선관 내부에 고정하는데, 상기 지지체는 프레임에 용접된 하나의 부품(10)과, 유리 스커트(3)에 포함된탭(12)과 맞물릴 수 있도록 개구부를 구비한 스프링(11)을 형성하는 하나의 부품을 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 종래 기술의 실시예에서, 프레임(19)은 한 쌍의 긴 측면부(9)와 한 쌍의 짧은 측면부(7)를 포함하고, 상기 긴 측면과 짧은 측면의 단면은, 예를 들어 L자형이고, 짧은 측면(7)은 플랜지(flange)(7A)가 마스크와 실질적으로 평행하다. 실질적으로 그 자체가 직사각형 모양인 마스크(8)는 인장된 다음, 예를 들어 프레임의 상기 긴 측면을 단부(20)에 용접함으로써 이 상태로 유지된다.

마스크(8)는, 예를 들어 강철이나 인바(invar)로 제조되고 두께가 매우 얇은, 약 100㎛의 금속판으로 구성된다. 이 마스크는 보통 일렬로 배열되어 있는 개구부가 뚫려있는 중심 영역(30)과, 이 중심 영역(30)을 둘러싸는 주변 영역(28)을 갖고, 이 주변 영역은 예를 들어 컬러 선택에 관여하지 않는 수평(31) 에지와 수직(32) 에지를 포함한다.

인장 컬러 선택 마스크를 이용한 음극선관의 구조는, 상기 마스크가 예를 들어 음극선관에 대한 기계적인 충격이나 음극선관에 인접하게 놓인 스피커에서 나오는 음향 진동과 같은 외부 진동에 의해 흔들릴 때, 이 구조에 맞는 방식에 따라 이 마스크의 진동 문제에 대처해야 한다. 이러한 진동은 마스크 표면에 수직 방향으로 마스크를 이동시키는 것으로 보이기 때문에, 마스크의 개구부와 스크린 사이의 거리는 상기 마스크의 진동의 크기에 따라 국부적으로 달라진다. 그러면, 스크린에 재현되는 컬러의 순도는 더 이상 보장되지 않고, 스크린에 대한 빔의 도착 지점은 진동의 크기 및 진동 상태에 있는 마스크의 영역에 따라 오프셋되는데, 예를 들어,높은 입사각으로 전자빔이 이 영역을 관통하기 때문에 마스크의 애퍼쳐 부분(apertured part)(30)의 에지가 진동하는 것을 스크린에서 더욱 잘 볼 수 있다.

또한, 진공 매질이 존재하는 음극선관 내부에 마스크가 놓여있기 때문에, 마스크의 진동은 매우 느리게만 감쇠되고, 마스크에 전달된 에너지는 분산 수단을 거의 갖고 있지 않기 때문에, 음극선관 작동시 스크린에서 전술한 현상의 가시도(visibility)는 증가한다.

압착에 의해 성형된 후 프레임에 용접된, 특히 실질적으로 편평한 전방면을 갖는 음극선관에 대한 마스크에서도 이와 동일한 현상이 일어날 수 있다. 컬러 선택에 관여하는 마스크 표면이 음극선관의 전방면의 내부 표면을 아주 인접해서 따라 형성되기 때문에, 마스크 표면의 평면도(flatness)는 이 표면이 거의 기계적인 강성이 없어서 결국 이와 반대로 주변의 진동에 민감하다는 사실을 의미한다.

마스크는 금속 다리에 의해 함께 연결된 일렬 개구부를 구비한 애퍼쳐 부분(30)을 갖고, 마스크에 가해진 인장이 단일축 방향, 예를 들어 짧은 측면(32)의 방향이 되도록 프레임/마스크 디바이스가 되어 있고, 긴 측면은 프레임의 긴 측면(9)의 에지에 용접되고, 진동시 마스크의 거동은 도 4에 도시된 바와 같이, 마스크의 진동의 크기는 짧은 측면(32)이 중앙에서 최대가 되고, 이에 따라 마스크의 수직 에지의 진동을 가능한 한 많이 감쇠시키기 위해 더 감쇠된 진동을 이 영역에 두는 것이 유리하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 미국 특허 제 4 827 179호는, 적어도 하나의 구부러질 수 있는 블레이드(flexible blade)(43)가 용접되어 있는 강성 지지체(42)를 포함한 기계 구조를, 마스크가 프레임(40)에 용접되어 있는 영역에 가깝게 마스크(8)의 에지에 배치함으로써, 짝 진동자(coupled oscillator)를 형성하는 디바이스(41)로 마스크의 진동을 감쇠시키기 위한 해결책을 제안하고 있다. 디바이스(41)의 고유 공명 주파수는 특정 주파수 대역에서 마스크의 진동을 감쇠시키도록 선택된다. 그러나, 이러한 구조는 이하의 다수의 단점 즉, 이 구조는 사용된 금속 부품 (지지체와 구부러질 수 있는 블레이드)의 개수가 많기 때문에 복잡하고 비싸다.

마스크의 진동이 신속하게 감쇠되는 것이 바람직한 경우 에너지 분산 요소는 감쇠 구조에 추가되어야 한다.

그 자체는 기계적으로 부서지기 쉬운 마스크에 이 구조가 용접된다.

마스크에 이 구조를 용접하는 것은 마스크의 오리피스를 폐쇄할 수 있는 스퍼터를 일으킬 수 있다는 단점들을 갖고 있다.

본 발명은 음극선관(tube)의 환경에 의해 생성된 마스크의 진동을 감쇠시키기 위해 실행이 용이한, 단순하고 경제적인 구조를 제공한다.

도 5는 일 방향, 예를 들어 짧은 측면(32)에 평행하게 인장된 마스크에 적합한, 본 발명의 제 1 실시예의 사시도이다.

프레임의 짧은 측면(7)을 따라, 마스크를 향해 있는 플랜지(7A)에, 플랜지(7A)의 각 측면에 위치한 실질적으로 평형6면인 두 개의 덩어리(51) 형태의 감쇠 디바이스가 존재하고, 플랜지(7A)에 수직으로 위치한 원통형 금속핀(52)은,이 핀이 채널과 오리피스(orifice)(53)를 자유롭게 통과할 수 있도록 채널을 통해 두 개의 덩어리를 통과하고 오리피스(53)를 통해 상기 플랜지(7A)를 통과한다. 핀(52) 단부에서, 헤드(54)는 상기 핀(52)이 삽입된 채널의 직경보다 크기가 더 커서 프레임의 짧은 측면(7)에 덩어리(51)를 고정시킨다. 이러한 방식으로, 덩어리는 덩어리(51)의 치수에 대해 핀(52)의 길이로 미리 결정될 수 있는 특정한 틈새를 갖는 기계적인 연결을 통해 프레임에 고정된다. 따라서, 덩어리(51)와 플랜지(7A)의 대향 표면은, 중간 크기의 관에 대해 최대 약 수 mm인 원하는 틈새에 상당하는 최대 거리로 서로 독립적으로 이동할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 핀(52)과 덩어리(51)의 채널의 안쪽 표면은 상기 핀이 상기 채널에 고정될 수 있도록 나사 결합된다. 핀이 덩어리에 고정되면 프레임에 대해 이동하는 것은 덩어리/핀의 조립체로, 핀(52)은 오리피스(53)를 통해 프레임을 측면을 미끄러져 움직인다.

프레임의 짧은 측면의 운동이 중앙에서 최대가 되고, 상기 측면을 형성하는 기본 덩어리(m_i)의 전체 운동 에너지가 각 측면에 대해,

∑½m_iv_i으로 표현될 수 있으며,

또한, 각각의 진동에 대해, 두 개의 덩어리(51) 중 한 덩어리가 프레임의 운동과 반대 방향으로 움직일 경우, 각 덩어리의 이상적인 중량은 프레임의 짧은 측면의 중량의 약 절반이 되는 결과가 나타난다.

실험을 통해, 덩어리(51)가 프레임 (덩어리가 고정되어 있는)의 측면 중량의60%, 즉 방금 기술된 각각의 실시예에 대해 상기 측면 중량의 30%와 적어도 동일한 전체 중량을 가질 때, 진동의 감쇠가 효과적인 것으로 나타난다.

이 덩어리는 임의의 특별한 특성을 갖지 않는 저렴한 재료로 제조될 수 있고, 바람직하게 이 재료는 강철인데, 그 이유는 이 재료가 음극선관 산업에서 널리 사용되기 때문이다.

프레임이 진동하는 경향이 있으면, 덩어리 표면 및 서로 접하게 되는 프레임 표면은, 가능한 한 신속하게 상기 진동을 감쇠시키기 위해 가능한 한 넓은 것이 유리하다. 평형6면 형상은 이러한 용도에 매우 적합하고, 이 덩어리들은, 프레임/마스크 조립체의 전체 크기라는 점에서 문제를 일으키지 않고 프레임에 의해 한정된 둘레 안쪽을 지나는 전자빔에 대해 스크린을 형성하지 않으면서, 프레임의 측면을 따라 놓일 수 있다. 그러나, 다른 형상, 특히 원통형 덩어리를 사용하는 것은 배제되고, 사용된 재료의 밀도는 덩어리의 부피가 감소되게 할 수 있다.

상기 덩어리의 단부가 음극선관의 가장자리와 부딪히거나 전자빔을 차단하지 않도록 본 발명에 기재된 감쇠 수단에 덩어리(51)의 운동을 안내하는 수단을 제공하는 것이 유용할 수 있는데, 그 이유는 예를 들어 덩어리가 직사각형인 경우, 이러한 덩어리는 핀(52)을 중심으로 자유롭게 회전하고, 그러면 이들 덩어리의 단부는 음극선관의 유리 스커트와 부딪히거나 프레임의 측면으로 한정된 공간에서 전자빔을 차단할 수 있기 때문이다. 이러한 안내 수단은, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 러그(lug)(56)를 포함할 수 있는데, 이들 러그는 프레임에 고정되고, 이들 높이는 프레임 표면과 비교해서 덩어리(51)와 프레임 측면 사이의 특정한 기계적 틈새보다 더 크다.

단순화된 실시예에서, 감쇠 수단은 몇몇 기계적 틈새를 갖는 프레임 측면에 핀(72)을 통해 고정된 하나의 덩어리(71)를 포함한다. 도 6은 부분적으로 측면으로부터, 본 발명에 기재된 감쇠 수단이 고정되어 있는 위치에서 프레임/조립체를 도시한다. 채널(75)은, 이 채널이 프레임의 측면(7)에 실질적으로 수직인 핀(72)에 의해 관통될 수 있도록 덩어리(71) 내에 생성된다. 핀(72)은 그 단부 중 어느 하나가 프레임의 측면(7)에 용접될 수 있고, 덩어리(71)를 유지하기 위해 플레어 헤드(flared head)(74)가 그 단부가 될 수 있다. 다음으로 덩어리(71)는 핀(72)을 따라 미끄러져서 이동한다. 대안적인 실시예에서, 덩어리(71)의 채널(75)과 핀(72)은 이 핀이 덩어리와 나사 결합될 수 있도록 상보적인 나사 관계를 갖는다. 핀(72)은 오리피스(73)를 통해 프레임의 측면(7)을 통과하고, 그 직경은 상기 핀의 직경보다 더 크다. 덩어리(71)가 발견되는 곳에서 떨어져 있는 프레임의 측면에, 핀은 프레임에 감쇠 디바이스를 고정하기 위한 플레어 헤드를 구비한다. 이러한 간단한 디바이스는 마스크가 주변 진동에 덜 민감한 작은 음극선관의 경우에 더 적합하다.

상술된 디바이스는 제한하지 않는다. 또한 감쇠 수단을 음극선관의 긴 측면에 두고, 이러한 수단을 한 쌍의 평행한 측면의 중앙에 두거나 이러한 수단을 동일 쌍의 각 측면 위의 여러 위치에도 둘 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 마스크 표면을 훼손하지 않으면서 설치하기 쉽고, 압착에 의해 성형된 마스크 구조에 관해 인장된 마스크 구조에도 동일하게 적합한, 간단하면서 저렴한 감쇠 수단을 포함한 컬러 음극선관용 마스킹 디바이스를 포함하는 음극선관을 제공하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 실질적으로 직사각형인 지지 프레임(19)에 고정될 수 있도록 적합하게 되어 있고 한 쌍의 짧은 평행 측면(7)과 한 쌍의 긴 평행 측면(9)을 포함하는 금속 판 형태의 컬러 선택 마스크로서 상기 프레임/마스크 조립체는 상기 음극선관의 유리 전면 내부에 놓여있는, 컬러 선택 마스크(colour selection mask)(8)와,

   상기 프레임의 적어도 한 쌍의 평행 측면의 각 측면에 놓여있는, 상기 프레임/마스크 조립체의 진동을 감쇠시키는 수단(51,52,71,72)을 포함하는

   컬러 음극선관(1)으로서,

   상기 감쇠 수단은, 상기 덩어리(mass)와 상기 프레임의 대향 표면(facing surface) 사이에 기계적인 틈새(mechanical clearance)를 갖는 연결부(connection)를 통해 상기 프레임의 측면에 연결된, 적어도 하나의 덩어리(51,71)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연결부는 실질적으로 원통형인 적어도 하나의 금속핀(52,72)에 의해 제공되고, 상기 핀은 상기 프레임에 기계적으로 연결되고, 채널을 통해 상기 덩어리(51)를 관통하는 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관.
3. 제 1항에 있어서, 평행한 측면 쌍의 각 측면에 대한 상기 감쇠 수단은 상기 각각의 측면 중 어느 한 측면에 놓여있는 서로 동일한 두 개의 덩어리(51)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 금속 핀(52)은 상기 핀의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 오리피스를 통해 상기 프레임의 측면을 통과하는 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관.
5. 제 1항에 있어서, 상기 덩어리(51,71)는 평형6면 형상(parallelepipedal shape)인 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관.
6. 제 1항에 있어서, 상기 프레임의 한 측면에 놓인 상기 감쇠 수단의 중량은 상기 측면의 중량의 60%와 적어도 동일한 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관.
7. 제 2항에 있어서, 상기 핀(52,72)은 상기 덩어리(51)와 나사 결합되는 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관.
8. 제 2항 또는 제 5항에 있어서, 상기 감쇠 수단은 상기 덩어리(51)가 상기 핀(52,72)을 중심으로 회전하지 못하도록 하기 위해 안내 수단(guiding means)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 컬러 음극선관.