KR20050074157A - 칼라 음극선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼라 음극선관에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 음극선관 동작시 새도우 마스크에 발생되는 도밍현상을 효율적으로 개선하여 화면의 열화 현상을 방지 할 수 있는 칼라 음극선관에 관한 것이다.

이에 대한 해결책으로 본 발명은 내면에 형광면을 갖는 패널과, 상기 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 형광면을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내면의 형광면에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 새도우 마스크는 내면의 유효면부 전부와 비 유효면부 일부에 코팅막이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 음극선관{Color Cathode Ray Tube}

본 발명은 음극선관 동작시 새도우 마스크의 불균일한 온도 편차로 인해 발생되는 도밍현상을 효율적으로 개선시킬 수 있는 칼라 음극선관에 관한 것이다.

도1은 일반적인 칼라 음극선관 구조를 나타낸 개략도이다. 도시된 바와 같이, 칼라 음극선관은 패널(10)이라고 하는 전면유리와 펀넬(20)이라고 하는 후면 유리가 결합되어 벌브(bulb)형상을 이루고, 패널 내면에는 R, G, B형광체가 도포된 형광면(30)과, 형광면(30)을 발광시키는 전자빔(60)의 근원인 전자총(50)과, 소정의 형광체만을 발광시키도록 색을 선별해주는 새도우 마스크(40) 및, 이를 지지하는 프레임(70)으로 구성된다. 또한, 새도우 마스크(40)와 프레임(70)의 결합체인 프레임 어셈블리를 패널(10)에 결합되도록 해주는 스프링(80)과, 음극선관 동작 시 외부 지자계에 영향을 적게 받도록 차폐 역할을 해주는 인너 쉴드(90)가 프레임에 고정된다. 또한, 음극선관 내부는 고 진공으로 되어 있어 외부의 충격에 쉽게 폭축이 일어날 수 있으므로 이것을 방지하기 위하여 패널(10)의 스커트(Skirt)에 보강 밴드(100)가 장착된다.

이와 같은 구조를 갖는 칼라 음극선관은 펀넬(20)의 넥크(Neck)부에 내장된 전자총에서 전자빔(60)이 편향요크(110)에 의해 수직, 수평방향으로 편향되어 패널(10) 내면에 형성되어 있는 형광면(30)을 타격하게 된다. 이때, 전자총(50)으로부터 주사된 다수의 전자빔의 전자들 중 약 80%정도가 개구부를 통과하지 못하고 새도우 마스크(40)상에 충격을 주게 되어 열로 변환된다.

도 2는 종래 칼라 음극선관용 새도우 마스크의 1/4면을 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 음극선관이 동작되면 전자빔 충돌로 인한 새도우 마스크에 온도 분포가 다르게 나타난다. 새도우 마스크의 온도는 마스크 중심부에서 가장 높게 나타나고, 코너부에서 가장 낮게 나타난다. 이와 같은 온도편차가 나타나는 이유는 새도우 마스크(40)의 스커트부가 프레임(70)과 접하므로 열전도 현상에 의해 새도우 마스크(40)에서 발생되는 열 중 주변부의 열은 외부로 전도되기 때문에 나타나는 것이다. 이러한 새도우 마스크(40)의 온도 편차는 도밍(dorming)현상을 일으킨다.

상술한 도밍 현상이란 전자빔에 의한 열팽창으로 새도우마스크가 부풀어 오르는 현상을 나타내는 것으로, 새도우 마스크가 부풀어 오름에 따라 전자빔 통과공의 위치가 형광체와의 위치가 변하게 되고, 이에 따라 전자빔 통과공과 일대일 매칭이 되어 있는 형광체에 방사되는 전자빔의 위치가 바뀌게 되어 전자빔이 형광체에 미스랜딩(Mis-landing)하게 되는 현상을 말한다.

종래에는 상술한 도밍 현상을 억제하기 위하여 열팽창율이 적은 재료를 사용하거나 마스크 표면에 금속 코팅막을 형성하여 이를 해결하고자 하였다. 구체적으로는 마스크 재질을 AK재 보다 열 팽창율이 적은 인바(INVAR)재를 사용하거나, 마스크 재질을 AK재를 사용하면서 내 표면에 금속산화물을 코팅하여 열 팽창에 따른 도밍 현상을 억제하고자 하였다. 그러나 인바재를 사용할 경우엔 열팽창 특성에서는 우수하지만 가격이 비싸다는 단점이 있고, 반면, AK재는 열팽창 특성이 좋지 않은데 비해 가격이 싸고, 구조적 강성이 우수한 장점을 가지고 있다.

이와 같이, 마스크 재질에 따른 장, 단점을 비교하여 현재 적용하는 대부분의 마스크는 가격의 이점이 있는 AK재를 사용하면서 마스크 내부에 금속산화물을 코팅하는 방법으로 열 팽창에 따른 도밍 현상을 억제하고 있다.

도 3은 종래 음극선관의 패널 내부에 AK재 새도우 마스크와 프레임이 결합된 형상을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 새도우 마스크(40)는 마스크의 내면 전체에 금속산화물이 코팅막(40a)을 형성하여 마스크의 중심부와 주변부간의 온도차를 줄이는 구조로 되어있다. 그러나 마스크 내면 전체에 코팅막을 형성하는 것은 코팅막을 형성하지 않을 경우와 비교하여 볼 때, 마스크 중심부와 주변부간의 온도차이가 크게 줄어들지 않아 열 팽창에 따른 도밍현상을 개선하는 효과 그다지 크지 않다. 이는 마스크의 열전달하는 방법이 프레임을 통한 열전도 또는 열복사에 의한 방법만으로 되는 마스크 구조적 문제 때문이다.

즉, 마스크 내면 전체에 금속산화물인 코팅막을 형성하여도 마스크 전면에서 동일하게 열 팽창율이 떨어지게 되어 마스크의 중심부와 주변부간의 온도차이를 줄이지 못하는 결과를 가져오게 되어 결과적으로 마스크에 도밍현상을 가져와 음극선관의 화면 열화를 가져오는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 음극선관 동작시 새도우 마스크의 중심부와 주변부 간의 온도 편차로 인해 발생하는 마스크의 도밍현상을 개선하여 화질이 향상된 칼라 음극선관을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 해결수단은 내면에 형광면을 갖는 패널과, 상기 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 형광면을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내면의 형광면에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서, 상기 새도우 마스크는 내면의 유효면부 전부와 비 유효면부 일부에 코팅막이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 비 유효면부의 코팅막이 유효면 가장자리에서 5 ~ 35mm사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는 유효면부의 코팅막 두께가 유효면 중심부에서 주변부로 갈수록 감소하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 새도우 마스크의 코팅막 위치에 따른 전자빔 미스랜딩량을 나타낸 것이다. 도 4를 살펴보면, 새도우 마스크 내면에 형성된 코팅막의 경계부에서 전자빔의 미스랜딩이 크게 발생됨을 알 수 있다. 즉, 코팅막이 형성된 위치와 코팅막이 형성되지 않는 위치에서의 온도차가 심하게 발생되어 마스크가 국부적으로 부풀어 오르는 도밍 현상을 유발하고, 이는 전자빔이 소정의 경로를 이탈하게 되는 미스랜딩을 일으키게 된다. 더욱 구체적으로 살펴보면, 도밍현상이 나타나는 부위는 마스크에 형성된 코팅부의 경계부에서 대략 5mm ~ 7mm이고, 이후에는 안정된 상태가 된다.

그러므로 마스크의 열팽창에 따른 도밍 현상을 최소화시키기 위하여는 새도우 마스크 내면에 형성되는 코팅막의 위치를 최적화 할 필요가 있다.

도 5a는 본 발명의 새도우 마스크와 프레임이 결합된 프레임 어셈블리 구조를 나타낸 단면도이고, 도 5b는 본 발명의 새도우 마스크 형상을 나타낸 평면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 새도우 마스크(4)는 전자빔 통과홀이 형성된 유효면부(4b)와 전자빔 통과홀이 형성되지 않는 비 유효면부(4c)로 구성된다. 이러한 새도우 마스크는 프레임과 결합되어 어셈블리 구조를 갖고, 패널 내면에 형성된 스터드 핀에 고정되어 전자빔이 패널 내면의 형광면에 정확히 입사되도록 색선별을 하는 역할을 하게 된다. 이미 언급한 바와 같이 마스크 내면의 코팅막 위치에 따라 도밍현상을 개선시키는 효율이 다름을 알 수 있다. 이러한 도밍현상을 효율적으로 개선하기 위하여 본 발명은 마스크 내면의 유효면(4b) 전부와 비 유효면(4c) 일부에 코팅막(4a)이 형성된다.

바람직하게는 새도우 마스크의 비 유효면에 형성되는 코팅막은 유효면 가장자리에서 5 ~ 35mm사이에 형성된다.

본 발명의 새도우 마스크의 도밍현상을 더욱 효율적으로 개선하기 위한 수단으로는 다음 도 6에서 같은 방법으로 코팅막을 형성한다.

도 6은 본 발명의 새도우 마스크에 형성된 코팅막 구조를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 새도우 마스크 내면에 형성된 코팅막(4a)은 마스크의 주변부보다 중심부에 더욱 두껍게 형성된다. 코팅막(4a)의 두께는 주변부 대비 중심부가 1.1 ~ 2.0을 만족하도록 형성시키는 것이 바람직하다. 본 발명과 같이 코팅막을 형성시킬 경우 주변부 대비 중심부의 온도 상승량을 감소시키게 되어 도밍현상을 개선시킬 수 있게 된다. 또한, 음극선관의 크기가 대형으로 갈수록 주변부 대비 중심부의 열전도 특성이 떨어짐과 동시에 구조적 강성도 감소함으로 새도우 마스크 유효면 중심부에서 주변부로 갈수록 코팅막의 단차를 줌으로 보상할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 내면의 소정 부위에 코팅막이 형성된 새도우 마스크는 다음과 같은 공정으로 제작된다.

먼저, 전자빔 입사각을 고려하여 새도우 마스크에 전자빔 통과홀을 형성하여 마스크를 성형한 후, 이를 프레임에 용접하여 그 형상을 유지하도록 결합한다. 이 후, 새도우 마스크와 프레임이 결합된 상태에서 원하는 부위만 코팅이 될 수 있도록 일정 패턴을 갖는 구조물을 새도우 마스크 내면 위에 놓고, 금속 산화물질을 이용하여 코팅막을 형성한다. 상기 코팅막은 새도우 마스크와 프레임 결합 전에 형성시킬 수도 있다. 그리고 코팅막은 금속산화물을 포함한 혼합액을 스프레이 방법이나 진공 증착법을 이용할 수 있다. 이 때, 새도우 마스크의 재질은 재료비 절감을 위하여 AK재를 이용하는 것이 바람직하고, 금속산화물은 비스무스나 Fe-Ni합금이 포함되는 것이 바람직하다.

이와 같은 방법으로 제작된 본 발명의 새도우 마스크 도밍량은 도 7과 같다.

도 7은 종래의 새도우 마스크와 본 발명의 새도우 마스크의 도밍에 따른 전자빔 미스랜딩량을 나타낸 것이다. 도 7은 25인치 음극선관을 기준으로 측정 조건은 마스크 전면에 108% 전자빔을 주사시 최대 도밍 현상이 발생되는 위치에서 측정한 값을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 새도우 마스크 내면의 소정 위치에 금속산화물이 코팅된 본 발명의 새도우 마스크는 내면 전체에 금속 산화물이 코팅된 종래의 새도우 마스크보다 최소 10㎛이상 도밍 개선 효과가 나타남을 알 수 있다. 이 경우 금속산화물도 종래 대비 대략 50%정도 사용함으로 재료비에 있어서도 크게 절감할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서와 같이 본 발명은 음극선관 동작시 새도우 마스크의 불균일한 열팽창으로 인하여 발생되는 도밍현상을 개선하여 화면이 열화 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래 열팽창율이 작으면서 고가인 INVAR재를 대신하여 열팽창율이 크고, 가격이 저가인 AK재를 사용하여 새도우 마스크 제조에 따른 재료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도1은 일반적인 칼라 음극선관 구조를 나타낸 개략도이다.

도 2는 종래 칼라 음극선관용 새도우 마스크의 1/4면을 나타낸 사시도이다.

도 3은 종래 음극선관의 패널 내부에 AK재 새도우 마스크와 프레임이 결합된 형상을 나타낸 도이다.

도 4는 본 발명에 따른 새도우 마스크의 코팅막 위치에 따른 전자빔 미스랜딩량을 나타낸 도이다.

도 5a는 본 발명의 새도우 마스크와 프레임이 결합된 프레임 어셈블리 구조를 나타낸 단면도이다.

도 5b는 본 발명의 새도우 마스크 형상을 나타낸 평면도이다.

도 6은 본 발명의 새도우 마스크에 형성된 코팅막 구조를 나타낸 것이다.

도 7은 종래의 새도우 마스크와 본 발명의 새도우 마스크의 도밍에 따른 전자빔 미스랜딩량을 나타낸 도이다.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

1, 10: 패널 20: 펀넬

30: 형광면 4, 40: 새도우 마스크

4a, 40a: 코팅막 4b: 새도우 마스크 유효면부

4c: 새도우 마스크 비 유효면부 50: 전자총

60: 전자빔 7, 70: 프레임

8, 80: 스프링 90: 인너쉴드

100: 보강밴드 110: 편향요크

Claims (6)

1. 내면에 형광면을 갖는 패널과, 상기 패널에 진공상태로 봉인된 펀넬과, 상기 펀넬의 네크부에 장착되어 형광면을 향해 전자빔을 방출하는 전자총과, 상기 펀넬의 요크부에 장착되어 전자빔을 편향시키는 편향요크와, 상기 패널 내면의 형광면에 대해 일정 간격을 두고 배치되어 색선별 역할을 하는 새도우마스크를 포함하는 칼라 음극선관에 있어서,

   상기 새도우 마스크는 내면의 유효면부 전부와 비 유효면부 일부에 코팅막이 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 새도우 마스크의 비 유효면부 코팅막은 유효면 가장자리에서 5 ~ 35mm사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 새도우 마스크 유효면부의 코팅막 두께는 유효면 중심부에서 주변부로 갈수록 감소하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 새도우 마스크 코팅막은 금속산화물인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 새도우 마스크 코팅막은 비스무스 또는 Fe-Ni합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.
6. 제 1항 내지 제 5항 중, 어느 한 항에 있어서,

   상기 새도우 마스크는 AK재인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관.