KR20060034296A - 음극선관용 프레임/마스크 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크린으로부터 멀리 떨어진 마스크를 유지시키기 위한 프레임(122)을 포함하는, 칼라 선택 마스크를 갖는 음극선관에 관한 것이다. 실질적으로 직사각형 형태를 갖는 상기 프레임은 실질적으로 L형 부분을 갖는 한 쌍의 평행한 짧은 측부(120)를 갖고, 수직축에 평행한 방향으로 연장하는 측면 플랭크(124)는 상기 수직축에 실질적으로 수직인 플랜지(125)에 연결된다. 각 짧은 측부에서의 플랜지 폭은 그 단부보다 측부의 중간에서 작아서, 플랜지의 내부 에지(130)는 오목부가 음극선관 수직축쪽으로 배향되는 만곡부를 한정한다. 프레임 구조는, 충분한 기계적 강도를 유지하면서, 프레임/마스크 조립체의 개선된 열 작용 및 상기 프레임의 제작을 위해 감소된 물질의 질량을 제공한다.

Description

음극선관용 프레임/마스크 조립체{FRAME/MASK ASSEMBLY FOR A CATHODE-RAY TUBE}

본 발명은 특히 플랫 스크린을 갖는 칼라 음극선관에 관한 것으로, 더 구체적으로 그러한 음극선관을 설치한 칼라 선택 프레임/마스크 조립체에 관한 것이다.

본 발명은 칼라 선택 마스크를 포함하는 임의의 유형의 음극선관에서 그 응용을 찾고, 더 구체적으로 스탬핑에 의해 실현되고, 강성 프레임(rigid frame)에 의해 음극선관 내의 적소에 유지되는 마스크를 갖는 음극선관에 적응되는데, 상기 마스크로 상기 강성 프레임에 결합된다.

종래의 음극선관은 진공 하의 유리 엔벨로프를 포함한다. 엔벨로프 내에서, 음극선관은 음극선관의 유리 전면부로부터 정밀한 거리에 위치한 칼라 선택 마스크를 포함하며, 상기 전면부 상에 적색, 녹색 및 청색 발광 네트워크가 놓여 스크린을 형성한다. 전자총은 음극선관의 수직축 방향에 따라 음극선관의 배면부 내에 배열되며, 상기 축은 전면부의 중심을 통과하고, 상기 총은 상기 전면부의 방향으로 3개의 전자빔을 생성한다. 일반적으로 음극선관 외부에 위치하고 전자총에 근접한 전자기 편향 디바이스는 전자 빔을 편향시키는 기능을 가져서, 발광 네트워크가 배치되는 패널의 표면에 걸쳐 이들 빔을 스윕(sweep)하도록 한다. 결정된 원색에 각 각 대응하는 3개의 전자빔의 영향 하에, 발광 네트워크는 칼라 화상이 스크린 상에서 재생되도록 하며, 상기 마스크는 각 결정된 빔이 대응 칼라의 발광체만을 조명하도록 한다.

칼라 선택 마스크는 음극선관의 동작 동안 음극선관 내의 특정 위치에 배치되고 유지되어야 한다. 마스크 지지 기능은 마스크가 종래에 용접되는 일반적으로 매우 단단한 직사각형 금속으로 인해 실현된다.

프레임/마스크 조립체는, 음극선관의 전면부를 구성하는 유리 안에 삽입된 러그(lug)와 상호 협력하고 프레임 상에 용접된 현가 수단을 이용하여 전면부에 장착된다.

칼라 선택 마스크는 매우 낮은 두께로 된 금속 시트로부터 실현되고, 개구부(opening)로 관통된 유효 표면이라 불리는 표면을 포함하며, 상기 개구부는 화학 에칭에 의해 실현되고, 일반적으로 수직 열로 배치되며, 상기 유효 표면은 주변 비-관통 경계에 의해 둘러싸이며; 일반적으로 스탬핑에 의해 실현된 주변 플랜지는 유효 표면에 특히 수직인 방향으로 연장함으로써 조립체에 접한다. 마스크는 주변 플랜지의 레벨에서 스폿 용접(spot welding)에 의해 프레임과 통합된다.

일반적으로 직사각형 프레임은 한 쌍의 긴 측부 및 한 쌍의 짧은 측부를 가지며, 그 단면은 일반적으로 L-형태이다. 프레임은, 특허 US 4639230에 설명된 바와 같이, 형태에 어떠한 변형 없이 전체 프레임/마스크가 음극선관의 제조 동안 발생하는 많은 조정을 거치도록 하는 우수한 강성도를 가져야 한다.

이러한 레벨의 강성도를 얻기 위해, 종래 기술의 프레임은 두꺼운 단면과 큰 무게를 갖고, 이것은 2가지 단점을 갖는다:

- 일반적으로 마스크의 무게의 3배에 도달하는 프레임의 무게에 의해 크게 만들어진 음극선관의 최종 무게와,

- 프레임의 재료의 많은 비용으로 인한 음극선관의 최종 비용.

더욱이, 마스크가 전자총에 의해 방출된 전자의 대략 70%를 가로챈다는 점에 의해 야기된, 스탬핑에 의해 형성된 마스크가 가열에 매우 민감하다는 점이 관찰되었다. 이러한 민감도의 원인은, 프레임과 마스크 사이에 질량에서의 상당한 차이에 있으며, 이것은 2 부분의 열적 작용이 종래 기술에 따른 조립체와 매우 차이난다는 것을 의미한다.

다른 장점 중에서, 본 발명에 따른 프레임은 상기 조립체의 열적 작용을 개선시키는 한편, 프레임/마스크 조립체를 제조하는데 사용된 재료의 무게를 감소시킨다.

이를 행하기 위해, 본 발명에 따른 음극선관은,

- 발광 스크린이 내부 부분 상에 배치되는 전면부와,

- 전자총이 전면부의 중심을 통과하는 음극선관의 수직축 방향으로 연장하는 원통 부분에서 끝나는 퓨넬(funnel)의 형태인 배면부와,

- 특히 수직축에 평행한 방향으로 접히는 주변 플랜지를 스탬핑하고 제공함으로써 형성된 칼라 선택 마스크와,

- 스크린으로부터 일정 거리에서 마스크를 유지하도록 설계된 프레임으로서, 특히 직사각형 형태의 상기 프레임은 상기 수직축에 특히 수직인 플랜지에 연결된 수직축에 평행한 반향으로 연장하는 측면 플랭크를 갖는 특히 L-형 단면의 평행 측부의 적어도 하나의 쌍을 갖는, 프레임을 포함한다.

상기 프레임은, 상기 L-형 단면 측부가 프레임의 짧은 측부이고, 각 짧은 측부의 플랜지의 폭은 말단부보다 측부의 중간에서 더 작아서, 플랜지의 내부 에지는 오목부가 음극선관의 수직축쪽으로 배향된 굴곡을 한정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명 및 그 상이한 장점은 다음 설명 및 도면으로부터 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 칼라 음극선관의 횡단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 칼라 음극선관을 위한 프레임/마스크 조립체를 부분적으로 확대된 사시도.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 프레임/마스크 조립체의 정면도 및 측면도.

도 4a 및 도 4b는 프레임/마스크 조립체의 단면에서 종래 기술과 본 발명을 비교한 도면.

도 1은 단면에 의해 칼라 음극선관의 구조를 도시한다. 그러한 음극선관(10)은, 만곡 표면이 강철 또는 인바르(invar)로 된 시트를 스탬핑함으로써 만곡 표면이 실현되는 새도우 마스크(21)와, 음극선관의 유리 전면부(1) 상에 배치된 발광 스크린(11)으로부터 특정 거리에 배치되는 표면을 포함하는 프레임/마스크 조립체(20)를 포함한다; 상기 마스크는, 수직축(Z)에 특히 평행한 방향으로 프레임 내에서 연장하도록 접혀진 주변 플랜지(23)의 레벨에서 용접에 의해 결합되는 강성 프레임(22)에 의해 적소에 유지된다. 프레임 자체는 적어도 부분적으로 L-형 단면에서 측부와 직사각형 형태를 갖고, 플랭크(24)는 수직축에 평행한 방향으로 연장하고, 플랜지(25)는 이러한 플랭크에 특히 수직으로 연장한다; 플랜지(25) 및 플랭크(24)는 스크린으로부터 가장 먼 플랭크의 내부 에지(26)의 레벨에서 서로 연결된다.

음극선관은 원통형 칼라(31)에서 끝나는 퓨넬(30)의 형태인 배면부를 포함하며, 상기 원통형 칼라내에는 칼라 선택 마스크(21)의 방향으로 3개의 전자빔(41)을 생성하는 전자총(40)이 존재한다. 전자빔은 자기 편향 디바이스(50)의 영향 하에 스크린(11)의 표면을 스윕한다.

도 2는 예를 들어 특허 US6064146에 기재된 바와 같이 종래 기술에 따른 프레임/마스크 조립체의 일례를 도시한다. 고체 프레임은 강성도를 변형시키지 않고도 상기 프레임의 무게를 감소시키기 위해 프레임의 코너에서 더 작은 폭을 나타내는 플랜지(25) 및 연결 에지(26)를 갖는다. 그러나, 이러한 유형의 구조는 프레임의 크기와, 비율이 일반적으로 3 이상인 마스크 사이에 중요한 차이를 갖는다.

음극선관이 동작할 때, 전자총(40)에 의해 방출된 전자의 대략 20% 내지 30%는 스크린에 접하는 표면상에 배치된 개구부에 의해 마스크를 통과할 수 있다. 그러므로, 다량의 전자는 칼라 선택 마스크(21)에 의해 가로채어지고, 또한 지지 프 레임(22)에 충돌한다. 그 결과, 프레임 및 마스크는 열팽창을 겪고, 프레임 및 마스크가 동일한 물질, 예를 들어 강철로 실현될 때, 마스크의 열팽창은 2개의 요소의 크기 사이의 커다란 차이로 인해 프레임의 열팽창보다 더 급속히 이루어질 것이다. 그 다음에, 프레임에 의해 그 주변 상에 유지된 마스크는 휘어지게 될 것이고{"도밍(doming)"이라 알려진 현상}, 마스크 표면으로부터 발광 스크린까지의 거리는 조립체가 열 평형에 도달할 때까지 변할 것이다. 마스크(21)/스크린(11) 거리의 변형은 상기 스크린 상의 화상의 변색을 야기하고, 전자빔은 대응하는 발광체를 더 이상 정확히 조명하지 않게 된다.

2가지 인자가 이러한 현상의 출현에 영향을 미친다는 것이 나타났다:

- 프레임과 스크린 사이의 크기 비율, 이것은 프레임/마스크 조립체가 열 평형에 도달하도록 하는데 필요한 시간, 일반적으로 약 30분인 시간을 감소시키도록 2 미만이어야 한다,

- 마스크의 표면상의 온도 변화, 이것은 스크린의 중심에서의 온도가 종래 기술에서의 에지에서 최대 및 최소라는 것을 의미한다. 온도 변화가 가장 작을수록, "도밍" 현상은 덜 나타난다.

마스크의 주변에서의 온도는 한계에서의 조건, 즉 프레임과의 접촉, 프레임의 열 관성, 전자빔이 마스크의 접힌 주변 플랜지(23)에 충돌하도록 하는 프레임의 에지의 형태에 의해 관리된다.

도 3a, 도 3b, 및 도 3c는 다른 관점 하에서 본 발명에 따른 프레임/마스크 조립체의 일실시예를 도시한다.

도 3a는 뒤에서 바라본 본 발명에 따른 프레임(122)을 도시한다. 특히 직사각형 형태의 프레임은 2개의 긴 측부(121) 및 2개의 짧은 측부(120)를 포함한다. 프레임의 측부는 수직축(Z)에 특히 수직인 플랜지를 갖는 L-형 단면을 갖고, 각각 짧은 측부에 대해 125이고, 긴 측부에 대해 125'이다. 플랜지는, 짧은 측부에 대해 130이고 긴 측부에 대해 127인 내부 에지, 및 짧은 측부에 대해 131이고 긴 측부에 대해 126인 외부 에지에 의해 한정된다. 프레임의 측부는 또한 짧은 측부에 대한 플랭크(124) 및 긴 측부에 대한 플랭크(124'), 특히 수직축(Z)에 평행한 평평한 플랭크를 갖는다.

짧은 측부는, 중간에 있는 상기 플랜지의 폭(150)이 극단에서의 폭(151)보다 작도록 폭이 중심으로부터 말단부로 변하는 플랜지를 갖는다. 이러한 방식으로, 내부 에지(130)는, 전자빔이 프레임에 용접되는 마스크의 주변 플랜지의 표면의 더 큰 부분을 가로채도록 하기 위해 안쪽으로 배향된 오목부를 보여준다. 도 4a 및 도 4b는, 각각 짧은 측부의 중간 근처 및 그 극단부에서의 횡단면과 전자빔이 종래 기술(점선)과, 본 발명(실선)에 따른 프레임에 도달할 수 있는 플랜지의 더 낮은 한계를 보여준다.

전자빔은 극단부에서보다 프레임의 측부 중간에서 더 높은 입사각으로 짧은 측부의 중간에 도달한다. 따라서, 플랜지가 일정한 폭(점선)을 가질 때, 마스크의 주변 플랜지는 극단부보다 중간에서의 전자빔에 의해 덜 커버되는 반면, 극단부의 폭이 중심쪽으로 감소되면(실선), 전자빔은 프레임의 짧은 측부 상에 용접된 이러한 플랜지의 부분의 전체 길이를 따라 주변 플랜지의 특히 일정한 폭에 도달할 수 있다. 그 결과, 마스크가 마스크의 상이한 부분 사이의 낮은 온도 변화로 더 균일하게 가열된다. 따라서 플랜지의 내부 에지(130)는 안쪽으로 배향된 오목부를 가지며, 곡률의 평균 반경은 외부 에지(131)의 곡률의 평균 반경보다 더 낮다. 도 3a, 도 3b, 도 3c에 의해 도시된, 약 60cm에서 스크린 대각선을 갖는 음극선관에 대해 설계된 본 발명에 따른 실시예에서, 16/9 포맷 프레임은 약 1.1m의 곡률의 평균 반경을 갖는 내부 에지(130), 및 약 2.2m의 곡률의 반경을 갖는 외부 에지(131)를 갖는다.

플랜지의 아치 형태는 상기 프레임을 제작하는데 사용된 금속의 양에서의 감소를 허용하는 큰 기계적 강성도를 프레임에 제공한다. 프레임/마스크 조립체의 강성도는, 이에 반하여 극단부에서의 폭(161)보다 더 큰 중간에서의 폭(160)을 제공하는 긴 측부의 플랜지와 짧은 측부의 아치형 플랜지를 결합시킴으로써 개선될 수 있다. 도 3a, 도 3b, 도 3c에 따른 실시예에서, 플랜지의 내부 에지(127)는 프레임으로부터 바깥쪽으로 배향된 오목부를 갖고, 외부 에지(126)는 안쪽으로 배향된 오목부를 갖는다. 외부 및 내부 에지의 곡률 반경은 각각 약 7m 및 7.3m이다.

본 발명에 따른 프레임 구조의 유형이 프레임/마스크 조립체의 음극선관에서의 모든 유형의 현가 수단에 적응될 수 있지만, 일단 음극선관에 삽입되면, 상기 조립체의 강성도는 코너에 배치된 현가 수단에 의해 개선된다. 따라서, 현가 스프링은 음극선관의 전면부(1)의 유리 주변 플랜지에 삽입된 러그와 상호 동작하기 위해 프레임의 코너(140)에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 프레임을 제작하는데 사용된 물질의 양을 감소시키고, 강철 프레임/마스크 조립체, 인바르보다 덜 비싼 물질을 이용하는 것이 모두 가능하다.

도 3a 내지 도 3c에 따른 실시예에서, 프레임/마스크 조립체 열 작용이 마스크의 무게와 프레임의 무게 사이의 비율이 0.5보다 더 크고 우선적으로 1인 경향이 있자마자 개선되는 것이 주지된다. 따라서, 16/9 형태로 60cm의 스크린 대각선을 갖는 음극선관에 대해, 선택된 마스크는 0.25mm 두께를 갖는 강철로 만들어지는 반면, 동일한 물질의 프레임은 0.5mm의 두께를 갖는다; 그 결과 대략 340g의 무게를 갖는 마스크 및 대략 450g의 프레임이 되고, 이것은 대략 0.75g의 질량비를 제공한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 칼라 선택 마스크를 포함하는 임의의 유형의 음극선관에서 그 응용을 찾고, 더 구체적으로 스탬핑에 의해 실현되고, 결합되는 강성 프레임(rigid frame)에 의해 음극선관 내의 적소에 유지되는 마스크를 갖는 음극선관 등에 이용된다.

Claims (7)

1. - 발광 스크린(11)이 내부 부분 상에 배치되는 전면부(1)와;

   - 전자총(40)이 음극선관의 수직축(Z)의 방향으로 연장하는 원통 부분(31)에서 끝나는 퓨넬(30)의 형태인 배면부로서, 상기 축은 상기 전면부의 중심을 통과하는, 배면부와;

   - 상기 수직축에 특히 평행한 방향으로 접히는 주변 플랜지(peripheral flange)를 스탬핑하고 제공함으로써 형성된 칼라 선택 마스크(21)와;

   - 상기 스크린으로부터 일정 거리에 상기 마스크를 유지하도록 설계된 프레임(122)으로서, 특히 직사각형 형태의 상기 프레임은, 상기 수직축에 특히 수직인 플랜지(125)에 연결된 수직축에 평행 방향으로 연장하는 측면 플랭크를 갖는 특히 L-형 단면으로 된 적어도 한 쌍의 평행 측부(120)를 갖는, 프레임(122)을

   포함하는 음극선관으로서,

   상기 프레임은 상기 L-형 단면 측부는 상기 프레임의 짧은 측부이고,

   각 짧은 측부의 플랜지의 폭은 극단부에서보다 측부의 중간에서 더 작아서, 상기 플랜지의 내부 에지(130)는 오목부가 상기 음극선관의 수직축쪽으로 배향되는 만곡부를 한정하는 것을 특징으로 하는, 음극선관.
2. 제 1항에 있어서, 상기 프레임의 긴 측부는 L-형 단면을 포함하고,

   각 긴 측부의 플랜지(125')의 폭은 극단부에서보다 상기 측부의 중간에서 더 큰 것을 특징으로 하는, 음극선관.
3. 제 2항에 있어서, 상기 플랜지의 상기 내부 에지(127)는 오목부가 상기 프레임으로부터 바깥쪽으로 배향된 만곡부를 한정하는 것을 특징으로 하는, 음극선관.
4. 제 1항에 있어서, 상기 마스크는 강철로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 음극선관.
5. 제 2항에 있어서, 상기 프레임의 무게는 상기 마스크의 무게의 2배보다 작은 것을 특징으로 하는, 음극선관.
6. 제 1항에 있어서, 상기 측면 플랭크에 대한 상기 플랜지(125)의 연결 에지(131)는 오목부가 상기 음극선관의 수직축쪽으로 배향되는 만곡부를 한정하는 것을 특징으로 하는, 음극선관.
7. 제 1항에 있어서, 상기 프레임/마스크 조립체는 상기 프레임의 코너(140)에서의 지지 수단에 의해 상기 음극선관 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는, 음극선관.

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